Hard- statt Software
Software-defined Storage in (FPGA-)Hardware
Anstelle proprietärer Speichersysteme nutzen Rechenzentren häufiger verteilte Massenspeicher in Standardservern mit SSDs und Storage-Software. Nun drängen neue Konzepte auf den Markt, bei denen wieder spezielle Adapterkarten zum Einsatz kommen.
Speichersysteme auf Basis gängiger Server ohne spezielle RAID-Hostadapter sind mittlerweile weit verbreitet: Software verwaltet das Speicher-Subsystem, Stichwort Software-defined Storage. Neue Cloud- und Serverdienste verändern jedoch die Anforderungen: verteilte Speicherung, höhere Datentransferrate, kürzere Latenzen, Deduplikation, Kompression und separate Verschlüsselung für jede laufende virtuelle Maschine. Mehrere Anbieter versprechen, solche Funktionen mit spezialisierten Adapterkarten unter einen Hut zu bringen. Meistens geht es dabei um NVMe over Fabrics (NVMeoF), also grob gesagt um die Anbindung sehr schneller PCIe-SSDs über günstige Ethernet-Verkabelung. Ethernet-Adapterkarten mit 40 Gigabit/s (40GE) sind mittlerweile für unter 500 Euro erhältlich, 100GE-Adapter für unter 1000 Euro. Letztere schaffen Datentransferraten in der Größenordnung von 10 GByte/s.
NVMeoF nutzt ältere Ideen wie Remote Direct Memory Access (RDMA), um DMA-Zugriffe von einem Server auf den Hauptspeicher eines anderen Servers mit niedriger Latenz zu ermöglichen. Ursprünglich war das eher für Infiniband vorgesehen, mit RDMA over Converged Ethernet (RoCE) dann auch für Ethernet-Verbindungen. NVMeoF ist aber nicht auf Ethernet festgelegt: Für räumlich benachbarte Systeme reicht auch PCI Express (PCIe). Damit ermöglicht NVMeoF sogenannte „composable infrastructure“ und disaggregierte Systeme: modulare Server, deren Konfiguration sich flexibel und sogar automatisiert an veränderte Nutzungszwecke anpassen lässt.
