В связи с активным развитием всевозможных ускорителей и новых подходов к работе с памятью острее встаёт вопрос стандартизации процедур перемещения крупных объёмов данных между подобными устройствами. Консорциум SNIA предлагает в качестве решения новый стандарт Smart Data Accelerator Interface (SDXI), призванный заменить устоявшиеся методы работы с памятью, равно как и всевозможные проприетарные DMA-движки.

На днях SNIA опубликовала первые «чистовые» спецификации SDXI, имеющие версию 1.0. В них описывается следующий набор возможностей:

• Перемещение данных между разными адресными пространствами, включая пространства нескольких ВМ;
• Перемещение данных после установления соединения без использования специфического ПО;
• Интерфейс и инфраструктуру, которые могут быть абстрагированы для обеспечения лучшей совместимости различных нагрузок, ВМ и серверов;
• Возможность управления состоянием адресных пространств для «живой» миграции рабочих нагрузок и ВМ между серверами;
• Механизм обеспечения прямой и обратной совместимости для будущих ревизий SDXI;
• Поддержку совместной работы ПО и оборудования, разработанных с учётом разных версий SDXI;
• Возможность внедрения новых механизмов ускорения и разгрузки в будущем;
• Модель конкурентного прямого доступа к памяти с поддержкой параллелизма;
• Описание модели устройства с интерфейсом PCIe с возможностью его расширения на другие модели устройств.

Также следует отметить, что SDXI изначально разрабатывается, как технология, не зависящая от конкретных технологий интерконнекта, но изначально во многом подразумевается использование CXL.

SDXI упрощает процедуру перемещения содержимого памяти и поддерживает многоуровневые пулы (Изображения: SNIA)

Поддержка DMA гарантирует высокую производительность механизмов SDXI

Стандарт SDXI находится в разработке с сентября 2020 года. Первая публичная предварительная версия за номером 0.9 была опубликована в июле 2021. В настоящее время в состав рабочей группы SNIA SDXI Technical Work Group входят представители 23 компаний. Со спецификациями SDXI 1.0 можно ознакомиться в соответствующем разделе сайта SNIA.

Идея вычислительных накопителей, располагающих помимо классического контроллера дополнительными мощностями в виде процессоров общего назначения или FPGA, насчитывает уже не один год. С 2018 года ассоциация SNIA (Storage Networking Industry Association) работала над созданием единого стандарта для таких устройств. И вот, наконец, первая официальная версия этих спецификаций увидела свет.

Стандарт, озаглавленный Computational Storage Architecture and Programming Model, описывает архитектуру вычислительных накопителей и методы работы с ними, что должно сильно упростить и ускорить разработку как аппаратных, так и программных решений, а также обеспечить совместимость устройств различных производителей.

Основные виды вычислительных устройств хранения данных. Источник: SNIA

Рабочая группа TWG, ответственная за разработку нового стандарта, была сформирована ещё в 2018 году. Первые предварительные наработки SNIA версии 0.1 появились в феврале 2019 года, в них вошла базовая документация, описывающая разработку на базе стандарта NVMe. Финальная же версия появилась только в самом конце августа этого года.

Второе поколение «умных» накопителей Samsung. Источник: Samsung Electronics

Спецификация содержит теоретическое описание различных видов вычислительных накопителей (CSD, computational storage drive) и массивов (CSA, computational storage array), а также сопроцессоров (CSP, computational storage processor). В документе детально разбирается терминология и принципы работы таких устройств, описаны методы их программного обнаружения, конфигурирования и использования, а также способы обеспечения безопасности и многое другое.

В настоящее время усилия рабочей группы TWG концентрируются на создании единого программного API, в основу которого должна лечь модель, описанная в новом стандарте. Стоит отметить, что SNIA считает, что следующим транспортным стандартом для устройств хранения данных после NVMe станет CXL. В рамках единого стандарта продолжит работу по его внедрению и консорциум NVM Express.