Echanger ses barrettes mémoire DRAM par une version persistante intégrant un module Flash NAND. C’est ce que propose la technologie NVDIMM (Non-Volatile Dual In-line Memory Modules) pour booster les performances des serveurs, entre autres.
En cas de coupure de courant, les données en mémoire vive sont copiées sur la mémoire flash, de sorte qu’elles deviennent disponibles instantanément, une fois le courant rétabli.
Pilotes et compilateurs au diapason
En réalité, cette seule combinaison matérielle s’avère insuffisante pour offrir une mémoire persistante. Pour en tirer vraiment partie, le système d’exploitation et les applications doivent distinguer la mémoire non volatile d’une RAM ordinaire. C’est l’évolution actuelle des OS – au travers de pilotes logiciels – qui contribue à bâtir des services aux données persistantes.
Les compilateurs et éditeurs de liens doivent également s’adapter pour délivrer, à la clé, des applications et services de données en mémoire. Il faudra décider aussi jusqu’où remplacer le stockage traditionnel (secteur par secteur) par un stockage direct, en ligne.
Les applications transactionnelles et le big data devraient grimper en performances. HPE évoque déjà une réplication de données en mode bloc quatre fois plus rapide entre deux serveurs SQL Server, sur la dernière génération du Proliant (Gen 9) équipé de mémoire persistante d’origine Micron.
Un module NVDIMM coûte environ trois fois le prix d’une barrette DRAM DIMM, à capacité équivalente. Mais la nouvelle technologie devrait rapidement se démocratiser.
Une longueur d’avance pour le datacenter
Les grappes de serveurs cloud vont gagner en compacité et en performances simultanément. Les appliances d’accélération et de sécurité, ainsi que les routeurs et les commutateurs pourraient suivre le même chemin. Tous les traitements du datacenter reposent sur des transferts de données ; ils sont dits nord-sud lorsqu’ils concernent les données transmises des serveurs aux terminaux et est-ouest, pour les données échangées entre serveurs, dans le cadre d’architectures multi-tiers.
Les goulots d’étranglement d’entrées-sorties qui ralentissent les serveurs sont éliminés grâce à la mémoire RAM associée au stockage Flash NAND intégré au module, l’accès aux données persistantes devient quasi instantané. Le redémarrage des serveurs, après une phase de maintenance ou une coupure d’alimentation devient ultra-rapide. Mémoires cache et traitements transactionnels devraient également bénéficier de cette combinaison. Côté clients, les smartphones et les objets connectés pourraient suivre.
On distingue néanmoins deux approches NVDIMM qui s’affrontent pour booster l’efficacité du datacenter. La mémoire NVDIMM-N exige autant de mémoire Flash que d’espace DRAM : une barrette de 8 Go contient donc 8 Go de flash et autant de mémoire vive. Les transferts de données s’effectuent dans les deux sens à la vitesse de la DRAM. Les services de bases de données, jusque-là freinés par les accès disques, peuvent en bénéficier à hauteur de 1 Tera-octet, la limite actuelle.
Dans le cas de la mémoire NVDIMM-F, la volumétrie flash est très supérieure à celle de la DRAM, qui est utilisée comme une simple mémoire tampon. Cela permet de remplacer une carte d’extension PCIe SSD ou un disque SSD, en profitant de taux de transfert beaucoup plus rapides.
Un groupe de soutien au SNIA
Pour en savoir plus sur les forces et les faiblesses respectives des mémoires DRAM et Flash NAND, on se tournera vers le document de vulgarisation technique des NVDIMM de l’association SNIA (Storage Networking Industry Association). Cette organisation internationale vient de former un groupe de travail spécifique pour sensibiliser l’industrie et faire adopter les mémoires non volatiles en entreprise.
Au sein de ce groupe de travail NVDIMM, on retrouve déjà AgigA Tech, Calypso Systems, Diablo Technologies, Fujitsu, HGST, IDT, Inphi, Intel, Micron, Netlist, OCZ, Paper Battery, Samsung, SanDisk, SK Hynix, SMART Modular Technologies, Toshiba et Viking Technology.
Parmi les missions du groupe de travail, retenons le soutien à la conception de modules et de produits intégrant cette technologie, la communication sur les standards associés, les bonnes pratiques par branches d’activités et la mise en relief des bénéfices des solutions fondées autour de mémoires persistantes.
