Estos nuevos ámbitos y aplicativos de análisis de datos, con su empleo intensivo de memoria, no hacen sino más bien poner mucho más presión sobre esta tecnología y los costes de propiedad.
La respuesta a este este nuevo reto parece estar en un nuevo medio de almacenaje no-volátil, que tenga peculiaridades de desempeño cercano al de la memoria RAM (ultra baja latencia y gran ancho de banda), que esté conectado al autobús de memoria para hacer más simple su asimilación tecnológica, y que no tenga los problemas de escalabilidad ni costes de la memoria principal.
A este nuevo medio de almacenamiento no-volátil, cuyo enfoque inicial es el de ocupar el vacío tecnológico que existe entre la DRAM y el flash NAND, se le llama Storage Class Memory o SCM (o aun PMEM) y, como hemos visto en precedentes posts, la tecnología NVMe es un habilitador esencial.
Para entender mejor el posicionamiento de esta tecnología he elaborado la siguiente pirámide:
Hoy en dia, los dos principales artículos SCM comerciales son el Optane de Intel (basado en tecnología tres dimensiones XPoint) y el Z-SSD de Samsung (basado en tecnología Z-NAND, que semeja tratarse de V-NAND SLC con un FPGA particularmente desarrollado). La latencia de estas tecnologías es unas diez ocasiones menor que la de los presentes SSDs NVMe; Intel indica que su 3D XPoint tiene una latencia de unos 10μs y la de Z-NAND software call center español de Samsung tiene un tiempo de contestación de unos 20μs.
Asimismo hay otros desarrolladores que trabajan en SCM y tienen implementaciones comerciales como los NVDIMMs (basados en memoria DRAM con una batería de respaldo para mantener la persistencia y un pequeño chip flash para el flush instantáneo de los datos volátiles a medio persistente), Tu operador aun otros están desarrollando otras tecnologías SCM, ciertas basadas en RAM magneto-resistiva (MRAM), otras en RAM resistiva (ReRAM o RRAM) como el Memristor, o aun otras en RAM por nanotubos de carbono (la NRAM de Nantero).
Virtudes, costos y usos actuales
Aparte de las evidentes ventajas en escalabilidad de capacidad y bajos tiempos de respuesta de las tecnologías SCM, hay otro punto muy importante.El acceso a nivel de byte es otra de las diferencias escenciales con la tecnología flash NAND, en tanto que en lugar de realizar operaciones a nivel de bloque o de página como con los SSDs recientes, con SCM la cubierta de programa puede entrar directamente a nivel de byte en el SCM lo que suprime la necesidad de borrar un bloque entero para poder reprogramarlo acelerando la Tu operador/ aleatoria y haciéndola más eficaz, y progresando radicalmente el nivelado de las escrituras (wear-leveling). Y es que, con independencia de las diferencias entre las distintas tecnologías SCM actuales, todas y cada una comparten la misma aproximación: se basan un mecanismo de bloqueo rápido que deja el acceso a nivel de byte y en el protocolo NVMe.
Hoy en día, Windows 2016 soporta SCM (por ahora NVDIMMs) para, por servirnos de un ejemplo, almacenar los archivos de log transaccionales de SQL Server (y dejar los archivos de los datafiles en almacenamiento usual, por poner un ejemplo, en SSD).
Otra de las virtudes de SCM es que, al poder ser usada como memoria persistente de ingreso rapidísimo con latencias de nanosegundo, el sistema operativo que esté desarrollado y soporte esta tecnología va a poder beneficiarse de eliminar cambios de contexto y experimentar una notable mejora en su desempeño: un sistema operativo multi-labor utiliza el cambio de contexto para conmutar entre procesos conforme uno de ellos está en espera de Tu operador/ por almacenamiento, pero si se mueve bastante memoria persistente a una cubierta por software call center español encima del almacenaje (a una capa conectada al bus de memoria, que esté a su nivel y con latencias de nanosegundos) se podrían remover varios de los cambios de contexto que en la actualidad son precisos en el momento en que el dato debe ir de memoria primordial no persistente a memoria secundaria persistente (alguien ha dicho alguna vez que la mejor situación de I/O es cuando no hay I/O). Hyper-V y VMware también ofrecen ya soporte para SCM en forma de NVDIMMs, aun hay un artículo interesante comparando el desempeño en frente de SSDs NVMe en vSphere 6.7 aquí.
El coste de esta tecnología es, actualmente, bastante elevado (algo afín a lo que experimentó la tecnología flash NAND empresarial cuando apareció y se la comparaba con el disco rotacional). El coste estimado es de, precisamente, unos 4 $/GB, engañes que los SSDs NVMe de nueva generación están ya bajo los 2 $/GB y los SSDs SAS/SATA empresariales por debajo de 1$/GB. Otro de los primordiales problemas es, además del coste, la desidad o las habilidades actuales de los dispositivos SCM: los NVDIMMs mas grandes son de 32GB y las habilidades de Optane o Z-NAND no sobrepasan los 1.5TB.
Por ahora este nivel de almacenamiento se está usando como almacenamiento persistente de altísimo rendimiento para aplicaciones y entornos bastante concretos y exigentes, normalmente como almacenamiento en caché y tiering para apps. Dentro de poco, cuando se extienda el soporte por parte de los sistemas operativos pilas de aplicación y las distintas tecnologías, lo podremos utilizar para agrandar la memoria de los servidores realizando un tiering de memoria interna automatizada entre DRAM y SCM (por poner un ejemplo, hoy en día ahora hay una librería open source para la tecnología SCM y un modelo de programación definido por la SNIA: la NVML, que recientemente fué sustituida por el PMDK libre para Linux, FreeBSD y Windows).