NVMe Over Fabrics: Latenzarmes Protokoll über Ethernet und Co. spezifiziert

Mehr als nur PCI-Express: Das von SSDs bekannte NVMe-Protokoll kann als NVMe Over Fabrics weitere Interconnects zur Datenübertragung nutzen - etwa Ethernet, Fibre Channel oder Infiniband. Gedacht ist die schnelle Verknüpfung vor allem für große Datacenter.

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NVMe Over Fabrics
NVMe Over Fabrics (Bild: NVMe Inc)

Das NVM-Express-Gremium hat einen neuen Standard verabschiedet: NVMe Over Fabrics macht genau das, was der Name impliziert und leitet das NVM-Express-Protokoll über Fabrics statt wie bisher einzig über PCI-Express. Als Fabric, zu Deutsch Gewebe, werden Verbindungen zwischen einzelnen Chips, aber auch ganzen Platinen, Racks oder Servern bezeichnet. Die Verknüpfungen basieren auf teils offenen, teils proprietären Netzwerkstrukturen.

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Problematisch ist bei PCIe vor allem die Skalierbarkeit: Selbst Prozessoren wie Intels aktuelle Xeon E7 v4 verfügen über maximal 40 Lanes für SSDs, was bei Modellen mit vier oder acht Bahnen die Anzahl an Flash-Drives einschränkt. Da das NVMe-Protokoll zudem bisher einzig über PCIe von der SSD bis zum Prozessor reichte, verpuffte der Latenzvorteil verglichen mit SCSI.

  • NVMe Over Fabrics (Bild: Open Fabrics Alliance)
  • NVMe Over Fabrics (Bild: Open Fabrics Alliance)
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NVMe Over Fabrics (Bild: Open Fabrics Alliance)

Mit dem neuen NVMe Over Fabrics soll sich das ändern, da maximal 10 µs zwischen lokaler und per Remote angesprochener SSD liegen sollen. Hierzu wird die aktuelle NVMe-1.2-Spezifikation auf Fabrics wie Ethernet, Fibre Channel, Infiniband oder Omni Path erweitert. Eine Demo zeigte Intel schon 2014 auf der Entwicklerkonferenz IDF: Per iWARP (Internet Wide Area RDMA Protocol) verknüpfte der Hersteller via 40-GBit-Ethernet zwei Systeme.

Die Latenz zwischen lokaler und Remote-SSD betrug 8 µs, die Transferraten unterschieden sich nur marginal. Das ist für nahezu jedes Datacenter interessant, in dem Datenbanken über eine Vielzahl von verknüpften Serverschränken verteilt sind. Durch NVMe Over Fabrics verringert sich die Latenz und damit die Zeit, mit der auf Informationen zugegriffen wird.

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