Przedsiębiorstwa doświadczają rosnącej złożoności systemów i wolumenów danych. Z tego powodu muszą inwestować w rozwiązania zdolne obsłużyć przyszłe potrzeby bez konieczności prowadzenia ciągłych modernizacji. Nośniki SSD z magistralą PCIe Gen5 zapewniają dwukrotnie większą przepustowość niż poprzednia generacja i w znaczącym stopniu przyczyniają się do zredukowania opóźnień w infrastrukturze oraz zwiększenia wykorzystania potencjału układów GPU w środowiskach AI.
W nowoczesnych środowiskach IT obsługujących infrastrukturę sztucznej inteligencji, Internetu Rzeczy oraz dostarczających multimedialne treści, konieczne jest stosowanie pamięci masowych o bardzo niskich opóźnieniach i wysokiej przepustowości. Dotyczy to także ekosystemów o mniejszej skali, bowiem na zwiększone zapotrzebowanie korzystania ze skalowalnych i bezpiecznych systemów przechowywania danych wpływają również obciążenia korporacyjne, natywne aplikacje chmurowe oraz wymogi regulacyjne.
Sytuacja ta zmusza operatorów centrów danych do modernizowania pracujących w nich systemów pamięci masowych. Rozważane jest między innymi wdrażanie nośników w obudowach zgodnych z nowymi standardami (takimi jak EDSFF), jednak administratorzy pamięci masowych nierzadko hołdują klasycznym, sprawdzonym przez lata rozwiązaniom, co do których stabilności pracy będą mieli pewność. Decyduje o tym nie tylko przyzwyczajenie rynku, ale także dojrzały ekosystem serwerowy, sprawdzone rozwiązania chłodzenia, szeroka kompatybilność z kontrolerami i obudowami oraz łatwość serwisowania w środowiskach produkcyjnych. Dlatego, mimo rosnącej różnorodności formatów serwerowych nośników danych, wciąż dominują dyski SSD z interfejsem U.2, gwarantujące wysoką wydajność i niezawodność w środowiskach o rosnącej skali.
Gdy infrastruktura nie nadąża…
Wraz ze wzrostem ilości danych i złożoności aplikacji, największym wyzwaniem dla administratorów staje się zarządzanie wydajnością środowisk IT. Jedną z najczęstszych przyczyn problemów jest niestabilność parametrów pracy nośników – obserwowane w dyskach niższej jakości wahania przepustowości i opóźnień prowadzą do spadku efektywności aplikacji oraz braku możliwości pełnego wykorzystania zasobów obliczeniowych procesorów. Jednocześnie rośnie problem trwałości nośników, szczególnie stosowanych do obsługi aplikacji intensywnie zapisujących dane, takich jak logowanie, buforowanie czy trening modeli AI.
W tym kontekście szczególną uwagę warto zwrócić na systemy sztucznej inteligencji. Ich działanie w ogromnym stopniu polega na wykorzystaniu zasobów układów GPU, jednak bez odpowiednio szybkiego dostępu do danych wydajność całego ekosystemu gwałtownie spada – serwery, które teoretycznie mają ogromną moc obliczeniową, działają znacznie poniżej swoich możliwości. Może to przyczynić się do zaistnienia realnych strat finansowych oraz braku wykorzystania potencjału inwestycji w infrastrukturę obliczeniową. Dlatego w środowiskach AI kluczowe znaczenie mają nośniki zdolne do dostarczania danych w czasie rzeczywistym, z bardzo małymi opóźnieniami i wysoką przepustowością.
Finansowe skutki niewydolnej infrastruktury
W środowiskach intensywnie przetwarzających dane każda zwłoka w dostępie do informacji przekłada się na spadek produktywności, gorsze doświadczenia użytkowników i utratę przychodów. Dlatego kluczową rolę w minimalizowaniu ryzyka operacyjnego, a także jednoczesnym zwiększaniu niezawodności całej infrastruktury, odgrywają nowoczesne systemy pamięci masowej, wykorzystujące interfejs PCIe Gen5 i zaawansowane kości pamięci o strukturze 3D NAND.
– Piąta generacja interfejsu PCIe nie jest jedynie kolejnym krokiem w rozwoju magistrali, lecz realną zmianą architektury przepływu danych w serwerach. Podwojenie przepustowości, w porównaniu z Gen4, umożliwia obsługę większej liczby kolejek NVMe, wyższe poziomy równoległości oraz stabilniejszy dostęp do danych przy dużym obciążeniu. Dzięki temu warstwa pamięci masowej przestaje być wąskim gardłem, a zaczyna działać jako pełnoprawny komponent infrastruktury obliczeniowej – mówi Robert Sepeta, Business Development Manager w firmie Kingston.
Podczas tworzenia niezawodnego środowiska IT należy również zwrócić uwagę na obecność we wdrażanych nośnikach SSD klasy korporacyjnej zaawansowanych mechanizmów ochrony danych na całej ścieżce zapisu (w tym korekcję LDPC) oraz zabezpieczeń sprzętowych, co pozwala zachować integralność informacji nawet w ekstremalnych warunkach. Rekomendowane jest, aby zapewniały one szyfrowanie danych, a także zawierały sprzętowe moduły zabezpieczające klucze kodujące oraz funkcje bezpiecznego wymazywania, które chronią informacje w całym cyklu życia nośnika.
Zielona strona wydajności
Prognozy wskazują na utrzymanie tempa wzrostu konsumpcji energii elektrycznej przez centra danych, co zwiększa presję na infrastrukturę energetyczną i cele klimatyczne, a także przyczynia się do powstawania nowych regulacji prawnych. Redukcja zużycia energii nie jest jedynie kwestią regulacyjną, ale warunkiem ekonomicznej opłacalności centrów danych. W wielu regionach świata dostęp do energii staje się bowiem realnym ograniczeniem skalowania infrastruktury, niezależnie od dostępności sprzętu.
Nowoczesne nośniki danych z interfejsem NVMe, zgodne z architekturą magistrali PCIe Gen5, zapewniają znacznie lepszy stosunek wydajności do poboru energii niż tradycyjne dyski talerzowe i starsze SSD. Dzięki ogromnej liczbie operacji na sekundę dane przetwarzane są szybciej, co skraca czas pracy systemów i wpływa na obniżenie całkowitego zużycia energii. Natomiast wysokie zagęszczenie pojemności nośników w mniejszych obudowach przyczynia się do mniejszego zapotrzebowania na wysokowydajne chłodzenie.
– Integracja nośników zgodnych z Gen5 oraz nowoczesnych architektur serwerowych pozwala budować platformy gotowe na obsługę mechanizmów analityki danych w czasie rzeczywistym, uczenia maszynowego i przetwarzania brzegowego. Kluczowe staje się tu nie tylko bieżące dopasowanie rozwiązań technicznych do potrzeb, ale także prognozowanie wzrostu w perspektywie kilku lat, analiza zwrotu z inwestycji oraz ocena kompatybilności sprzętowej i energetycznej całej infrastruktury – podsumowuje Robert Sepeta.