Stockage Flash : IBM va supporter NVMe over fabrics sur ses baies

La semaine dernière, Big Blue a annoncé son intention d'ajouter le support de NVMe over fabrics à une large partie de son portefeuille de solutions à commencer par son système FlashSystem 900. Ce support s'étendra à la plupart de ses systèmes de stockage 100 % Flash d'ici la fin du 3e trimestre 2018.

La semaine dernière, la division stockage d'IBM a formellement annoncé son intention de généraliser l’utilisation des technologies NVMe et NVMe over fabrics à une large portion de son offre de baies 100 % Flash. Selon Pierre-Jean Bochard, le responsable des produits de stockage matériels et logiciels d’IBM France, une large partie de l’offre de stockage d’IBM supportera NVMe de bout en bout d’ici la fin du troisième trimestre 2018.

Dans un premier temps, IBM va ajouter le support de NVMe over Fabrics sur Infiniband à ses systèmes de stockage FlashSystem 900. Dérivés des technologies rachetées à Texas Memory Systems en 2012, ces systèmes sont la brique de base d’une large partie des baies de stockage 100 % flash de Big Blue.

Ces systèmes racks denses au format 2U embarquent des modules de flash propriétaires optimisés pour délivrer une très faible latence (entre 95 et 155 microsecondes selon IBM). Chaque module de Flash (baptisé IBM Microlatency Module) est équipé de multiples puces NAND 3D TLC et met en œuvre un mécanisme de protection à base de striping Raid variable (équivalent à un RAID 5 interne avec parité tournante) afin de se protéger contre la défaillance éventuelle d’une puce Flash. À l’échelle de la baie, ce mécanisme est complété par un dispositif de protection de type Raid 5, appliqué entre les modules, ce qui permet de garantir une disponibilité de 99,999 %.

Au sein du système, plusieurs FPGA se chargent de l’accélération des calculs de parité et prennent aussi en charge la compression des données et leur éventuel chiffrement (sans impact perceptible de performance). La connectivité externe est assurée par des ports mixtes Fibre Channel/Ethernet (supportant FC, FCoE et iSCSI) ou par des ports Infiniband QDR (40 Gbit/s)

Les FlashSystem sont une « brique de base » dans l’offre IBM car ils sont dépourvus de services de stockage avancés comme les snapshots, la réplication, la virtualisation ou le thin provisionning. Pour disposer de tels services, il faut les conjuguer avec les solutions de stockage logicielles du constructeur. Par exemple, en combinant Spectrum Virtualize (ex-SVC) avec des FlashSystem 900, on obtient le FlashSystem V9000. De même, l'association des Flash System 900 avec Spectrum Accelerate (ex-XIV), donne naissance aux systèmes de stockage en mode scale-out FlashSystem A9000 et A9000R.

Accélérer les performances

En ajoutant le support de NVMe over Fabrics au FlashSystem 900, IBM va dans un premier temps abaisser de façon significative la latence de bout en bout entre les serveurs et son système Flash et doper la bande passante. En décembre, lors de l’AI Summit, Big Blue a ainsi fait une impressionnante démonstration des capacités de sa technologie une fois NVMe over Fabrics activée. En reliant un unique serveur Power9 AC922, équipé de quatre cartes NVidia Tesla V100 et d’une carte Mellanox ConnectX-5 à deux ports Infiniband EDR 100 Gbit/s, à un FlashSystem 900 via une fabrique Infiniband Mellanox, IBM a permis de délivrer 41 Gigaoctet/s de bande passante agrégée (23 Go/s en lecture et 18 Go/s en écriture) au test « CUDA H2D Bandwidth Test ».  

Le support de NVMe over fabrics par Big Blue ne s’arrêtera toutefois pas à Infiniband. Le constructeur entend aussi supporter FC-NVMe (la version Fibre Channel de NVMe-oF) ainsi que NVMe-oF sur Ethernet. Pour cela, Big Blue va commencer à proposer aux entreprises des cartes Ethernet à 25 Gigabit et des adaptateurs FC 16 Gigabit pour ses systèmes de stockage. Ceux-ci pourront supporter le nouveau standard par une simple mise à jour prévue dans les mois à venir. L’idée, explique Pierre-Jean Bochard, est que les clients pourront acheter des configurations prêtes pour NVMe-oF et activer le support par une simple mise à jour logicielle lorsqu’IBM aura finalisé le développement de la technologie.

Cet engagement à supporter NVMe-oF couvre une large partie de l’offre de stockage IBM dont les systèmes motorisés par Spectrum Virtualize comme le FlashSystem V9000 ou le Storwize V7000, ainsi que les FlashSystem A9000 et A9000R. Il ne concerne pas pour l'instant la famille DS8880, l'offre très haut de gamme de Big Blue. Cette dernière dispose toutefois d'un mode de liaison très spécifique aux mainframes de la marque via une connexion point à point de classe PCIe qui permet de transférer des données à une latence extrêmement basse vers les grands systèmes de la série z14

Notons que l'annonce du support de NVMe over Fabrics par IBM est toutefois à prendre avec les pincettes d’usage. Car si la connexion via NVMe-oF des contrôleurs x86 des FlashSystem V9000 ou A9000 aux briques de stockage FlashSystem 900 devrait se traduire par des gains de performances, ces contrôleurs restent dans le chemin de données entre les serveurs hôtes et les FlashSystem 900. Logiquement, ils devraient donc être un obstacle à la délivrance du plein potentiel de NVMe over Fabrics. 

De fait, comme la plupart des constructeurs historiques de stockage, IBM ne pourra vraisemblablement pas délivrer toute la performance d’architectures distribuées conçues nativement pour l’ère du NVMe-oF comme celles d’Excelero, E8 Storage ou Vexata (ce dernier ayant l’avantage du support natif de Fibre Channel). A moins d'être prêt à faire évoluer de façon significative ses architectures de stockage...

Il n’empêche : avec son annonce, Big Blue est le premier des acteurs historiques du stockage à ouvrir la voie à une large transformation de son portefeuille de solutions existantes vers le NVMe-oF. Une technologie que ses grands concurrents, Dell EMC, Hitachi Vantara et NetApp ont encore à déployer dans leurs systèmes.

 

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