| Directe opslag verwijst naar een opslagarchitectuur waarmee toepassingen rechtstreeks toegang hebben tot gegevens vanaf opslagapparaten, waarbij het besturingssysteem en het bestandssysteem worden omzeild. Deze aanpak kan de latentie aanzienlijk verminderen en de prestaties verbeteren voor toepassingen die snelle toegang tot grote hoeveelheden gegevens vereisen, zoals wetenschappelijke simulaties, videobewerking en databasebeheer.
Hier ziet u hoe gegevens worden benaderd vanuit directe opslag:
1. Directe geheugentoegang (DMA): Directe opslag is afhankelijk van DMA, een hardwarefunctie waarmee randapparatuur (zoals opslagapparaten) rechtstreeks toegang heeft tot het geheugen zonder dat de CPU daarbij betrokken is. Dit elimineert de overhead van het kopiëren van gegevens tussen het opslagapparaat en de buffers van het besturingssysteem.
2. Geheugen-toegewezen I/O: Bij directe opslag wordt het geheugen van het opslagapparaat toegewezen aan de adresruimte van de applicatie. Hierdoor heeft de applicatie toegang tot gegevens op het opslagapparaat alsof deze deel uitmaken van het hoofdgeheugen van het systeem.
3. NVMe (niet-vluchtig geheugen Express): NVMe is een supersnel interfaceprotocol dat speciaal is ontworpen voor solid-state drives (SSD's). NVMe-schijven worden rechtstreeks aangesloten op de PCIe-bus (Peripheral Component Interconnect Express), waarbij de langzamere SATA-interface wordt omzeild. Dit maakt aanzienlijk hogere gegevensoverdrachtsnelheden mogelijk in vergelijking met traditionele opslagapparaten.
4. RDMA (Remote Direct Memory Access): RDMA is een technologie die directe geheugentoegang tussen twee of meer computers via een supersnel netwerk mogelijk maakt. RDMA omzeilt het besturingssysteem en de netwerkstack, waardoor gegevensoverdracht met lage latentie mogelijk is. Het wordt vaak gebruikt in high-performance computing (HPC)- en datacenteromgevingen.
5. Gegevensstructuren en API's: Directe opslagsystemen bieden doorgaans specifieke datastructuren en application programming interfaces (API's) waarmee applicaties rechtstreeks met het opslagapparaat kunnen communiceren. Deze API's bieden functies voor het lezen, schrijven en beheren van gegevens en bieden een fijnmazige controle over de gegevenstoegang.
Samenvattend zorgt directe opslag ervoor dat applicaties het besturingssysteem en bestandssysteem kunnen omzeilen, door gebruik te maken van DMA en memory-mapped I/O om rechtstreeks toegang te krijgen tot gegevens in het geheugen van het opslagapparaat. Deze aanpak vermindert de latentie en verbetert de prestaties voor applicaties die snelle toegang tot grote datasets vereisen. NVMe- en RDMA-technologieën verhogen de gegevensoverdrachtsnelheden verder, waardoor directe opslag geschikt wordt voor veeleisende werklasten in verschillende industrieën. |
