Attala Systems устраняет недостатки технологии RoCE для массивов данных на NVM Express

Стар­тап Attala заявил, что может мас­ш­та­би­ро­вать NVMe-мас­си­вы с ис­поль­зо­ва­ни­ем тех­но­ло­гии RDMA/RoCE. Озе­ро дан­ных, со­здан­ное в со­труд­ни­че­ст­ве с Super­micro на ба­зе дис­ко­вых мас­си­вов JBOF, го­то­во к тес­ти­ро­ва­нию. Ре­ше­ние от At­ta­la об­лег­чит раз­вер­ты­ва­ние ком­по­зит­ной ин­фра­ст­рук­ту­ры хра­не­ния, столь вос­тре­бо­ван­ной в цен­т­рах ин­тен­сив­ной об­ра­бот­ки дан­ных.

Испытания в Сан-Хосе показали жиз­не­спо­соб­ность уда­лен­ного пря­мо­го до­ступа к па­мя­ти (RDMA) в ком­му­ни­ка­ци­ях по кон­вер­ген­т­но­му Ethernet (RoCE) в ко­­неч­­но­­мер­­ных сетях (Leaf-Spine). Инженеры Attala ут­вер­ж­да­ют, что этот ме­тод обес­пе­чит NVMe over Fab­ric по RoCE на ап­па­рат­ном уровне. По их сло­вам кли­ен­ты Attala уже тес­ти­ру­ют муль­ти­те­нант­ное про­грам­мное обес­пе­че­ние, фор­ми­ру­ю­щее до­ступ к озе­ру «го­ря­чих дан­ных», что по­зво­ля­ет клас­те­рам с не­ре­гу­ляр­ной ра­бо­чей на­груз­кой уве­рен­но об­щать­ся с внеш­ним хра­ни­ли­щем на твер­до­тель­ных но­си­те­лях.

Attala и Supermicro объединили усилия в создании 1U-узла ин­тел­лек­ту­аль­но­го хра­не­ния на SSD для цен­т­ров об­ра­бот­ки дан­ных. В качестве форм-фактора твер­до­тель­ных накопителей выбран новый стандарт, активно продвигаемый ком­па­ни­ей Intel, — «линейки» (Ruler). В этой вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ной ин­фра­ст­рук­ту­ре Attala отвечает за се­те­вой ком­по­нент. Вы­чис­ле­ния, работа в сети и хра­не­ние данных осу­щест­вля­ют­ся на основе про­грам­ми­ру­е­мых ло­ги­че­ских ма­т­риц Altera, также поставляемых Intel.

Совместное решение от Attala и Supermicro рассчитано на поставщиков мас­шта­би­ру­е­мых сис­тем и на ком­па­нии, фор­ми­ру­ю­щие объемное облачное хранение. Благодаря ре­ше­ни­ям от Attala NVMe-накопители в та­ких системах могут быть выделены в от­дель­ный слой для доступа со сто­ро­ны со­от­вет­ст­ву­ю­щих при­ло­же­ний. По­став­ки обо­ру­до­ва­ния для них пла­ни­ру­ет­ся на­чать уже в ав­гус­те те­ку­ще­го года.

Чем интересны решения от Attala?

Сеть на основе RoCE обычно на­ст­ра­и­ва­ет­ся на работу с един­ст­вен­ным ком­му­та­то­ром. Во многом это свя­за­но с по­те­ря­ми, воз­ни­ка­ю­щи­ми при кас­ка­ди­ро­ва­нии ком­му­ни­ка­ци­он­ных устройств. Обычно в ко­неч­но­мер­ных сетях отсутствует метод управления потоком для вос­ста­нов­ле­ния пакетов данных, потерянных при пе­ре­да­че. Хо­тя RDMA воз­ник как тран­с­пор­т­ный уро­вень для протокола InfiniBand, в более позд­них версиях эта технология была адап­ти­ро­ва­на и для сетей Ethernet.

Attala Systems разработала механизм вос­ста­нов­ле­ния ошибок в RoCE, что по­зво­ля­ет цен­т­рам об­ра­бот­ки дан­ных ис­поль­зо­вать обычные сетевые адаптеры в сетях с по­те­ря­ми. В основе такого решения — драй­вер Soft-RoCE с от­кры­тым ис­ход­ным ко­дом, который выделяет об­ра­ще­ния к кон­крет­но­му NVMe в RoCE-запросах, по­сту­па­ю­щих с сервера.

Драйвер от Attala упрощает раз­вер­ты­ва­ние ком­по­ну­е­мой ин­фра­ст­рук­ту­ры NVMe-oF для клиентов — им остается то­ль­ко под­клю­чить узел хранения на основе FPGA, за­гру­зив на хост-платформу программное обес­пе­че­ние Soft-RoCE. Ожи­да­ет­ся, что это драй­вер будет по умолчанию доступен в ди­стри­бу­ти­вах Linux.

Предполагаемые сценарии обмена дан­ными на основе Soft-RoCE вклю­ча­ют раз­о­вые за­про­сы, мно­же­ст­вен­ное чте­ние, од­но­вре­мен­но ге­не­ри­ру­е­мое раз­лич­ны­ми уз­ла­ми и жур­на­ли­ро­ва­ние се­те­вых транз­ак­ций. За­пра­ши­ва­е­мые дан­ные ин­те­гри­ру­ют­ся не­по­сред­ст­вен­но в «го­ря­чее озе­ро», об­слу­жи­ва­е­мое соб­ст­вен­ной фай­ло­вой си­с­те­мой при­ло­же­ния.

Дисковая корзина от Attala-Supermicro использует шасси на 32 твердотельных накопителя Intel в формате Ruler с че­тырь­мя портами 50 Gigbabit Ethernet. Поль­зо­ва­те­ли могут уве­ли­чи­вать ем­кость дис­ко­во­го мас­си­ва, опе­ри­руя уст­рой­ст­ва­ми в про­ст­ран­ст­ве имен. Часть дис­ко­во­го про­ст­ран­ст­ва ре­зер­ви­ру­ет­ся для нужд сторонних RAID и служб дан­ных. По оценкам Attala, кон­фи­гу­ра­цию с четырьмя узлами реально обеспечить 4 пе­та­бай­та емкости брутто, что со­ста­вит более 16 тыс. то­мов с про­из­во­ди­тель­но­стью в 22 миллионов операций ввода-вывода в секунду.

О перспективах

Компонуемая инфраструктура — это ком­по­зит­ный метод объединения обо­ру­до­ва­ния из от­дель­но сто­я­щих вы­чис­ли­тель­ных уз­лов и корзин хранения. Вычисления, ра­бо­та в сети и хра­не­ние рас­смат­ри­ва­ют­ся как от­дель­ные ре­сур­сы, ко­то­рые при­ло­же­ния могут по­тре­б­лять по мере не­об­хо­ди­мос­ти. Смысл такой ин­фра­ст­рук­ту­ры — в ди­на­ми­че­ском мас­шта­би­ро­ва­нии ре­сур­сов, позволяющем избежать чрезмерных за­трат на ее комплектацию и, как ре­зуль­тат, не­до­груз­ки ис­поль­зу­е­мых мощ­но­стей.

Перед Attala Systems состоит двуединая задача: убедить рынок в том, что FPGA пред­став­ля­ют со­бой сле­ду­ю­щую вол­ну в дез­аг­ре­ги­ро­ван­ной архитектуре, и за­кре­пить­ся со сво­и­ми ре­ше­ни­я­ми в крупных об­лач­ных цен­т­рах об­ра­бот­ки дан­ных. Ры­ноч­ный успех пока еще под очень боль­шим во­про­сом: условия для внедрения ком­по­зит­ных про­дук­тов хра­не­ния далеки от иде­аль­ных, да и не понятно, ста­нет ли Ruler до­ми­ни­ру­ю­щим форм-фактором твер­до­тель­ных уст­ройств в сегменте кор­по­ра­тив­но­го хранения.