Πώς γίνεται η πρόσβαση στα δεδομένα από την άμεση αποθήκευση;

Η άμεση αποθήκευση αναφέρεται σε μια αρχιτεκτονική αποθήκευσης που επιτρέπει στις εφαρμογές να έχουν πρόσβαση σε δεδομένα απευθείας από συσκευές αποθήκευσης, παρακάμπτοντας το λειτουργικό σύστημα και το σύστημα αρχείων. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να μειώσει σημαντικά την καθυστέρηση και να βελτιώσει την απόδοση για εφαρμογές που απαιτούν γρήγορη πρόσβαση σε μεγάλες ποσότητες δεδομένων, όπως επιστημονικές προσομοιώσεις, επεξεργασία βίντεο και διαχείριση βάσεων δεδομένων.

Δείτε πώς γίνεται η πρόσβαση στα δεδομένα από την άμεση αποθήκευση:

1. Άμεση πρόσβαση στη μνήμη (DMA): Η άμεση αποθήκευση βασίζεται στο DMA, μια δυνατότητα υλικού που επιτρέπει στα περιφερειακά (όπως συσκευές αποθήκευσης) να έχουν άμεση πρόσβαση στη μνήμη χωρίς να εμπλέκεται η CPU. Αυτό εξαλείφει την επιβάρυνση της αντιγραφής δεδομένων μεταξύ της συσκευής αποθήκευσης και των buffer του λειτουργικού συστήματος.

2. I/O με αντιστοίχιση μνήμης: Με την άμεση αποθήκευση, η μνήμη της συσκευής αποθήκευσης αντιστοιχίζεται στον χώρο διευθύνσεων της εφαρμογής. Αυτό επιτρέπει στην εφαρμογή να έχει πρόσβαση σε δεδομένα στη συσκευή αποθήκευσης σαν να ήταν μέρος της κύριας μνήμης του συστήματος.

3. NVMe (Non-Volatile Memory Express): Το NVMe είναι ένα πρωτόκολλο διασύνδεσης υψηλής ταχύτητας ειδικά σχεδιασμένο για μονάδες SSD. Οι μονάδες NVMe συνδέονται απευθείας στον δίαυλο PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), παρακάμπτοντας την πιο αργή διεπαφή SATA. Αυτό επιτρέπει σημαντικά υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων σε σύγκριση με τις παραδοσιακές συσκευές αποθήκευσης.

4. RDMA (Remote Direct Memory Access): Το RDMA είναι μια τεχνολογία που επιτρέπει την άμεση πρόσβαση στη μνήμη μεταξύ δύο ή περισσότερων υπολογιστών μέσω ενός δικτύου υψηλής ταχύτητας. Το RDMA παρακάμπτει το λειτουργικό σύστημα και τη στοίβα δικτύου, επιτρέποντας τη μεταφορά δεδομένων χαμηλής καθυστέρησης. Χρησιμοποιείται συνήθως σε περιβάλλοντα υπολογιστών υψηλής απόδοσης (HPC) και κέντρων δεδομένων.

5. Δομές δεδομένων και API: Τα συστήματα άμεσης αποθήκευσης συνήθως παρέχουν συγκεκριμένες δομές δεδομένων και διεπαφές προγραμματισμού εφαρμογών (API) που επιτρέπουν στις εφαρμογές να αλληλεπιδρούν απευθείας με τη συσκευή αποθήκευσης. Αυτά τα API παρέχουν λειτουργίες ανάγνωσης, εγγραφής και διαχείρισης δεδομένων, προσφέροντας λεπτομερή έλεγχο της πρόσβασης στα δεδομένα.

Συνοπτικά, η άμεση αποθήκευση επιτρέπει στις εφαρμογές να παρακάμψουν το λειτουργικό σύστημα και το σύστημα αρχείων, χρησιμοποιώντας DMA και αντιστοιχισμένα με μνήμη I/O για άμεση πρόσβαση στα δεδομένα στη μνήμη της συσκευής αποθήκευσης. Αυτή η προσέγγιση μειώνει τον λανθάνοντα χρόνο και βελτιώνει την απόδοση για εφαρμογές που απαιτούν γρήγορη πρόσβαση σε μεγάλα σύνολα δεδομένων. Οι τεχνολογίες NVMe και RDMA ενισχύουν περαιτέρω τις ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων, καθιστώντας την άμεση αποθήκευση κατάλληλη για απαιτητικούς φόρτους εργασίας σε διάφορους κλάδους.