Консорциум NVM Express обновил спецификации, добавив возможность работы с вычислительными хранилищами NVMe Computational Storage Feature. Речь идёт о возможности использования устройств хранения, которые могут самостоятельно обрабатывать хранящуюся на них информацию по команде извне. Это позволит снизить совокупную стоимость владения IT-системами и повысить их общую производительность.

Спецификация включает два новых набора команд: Computational Programs и Subsystem Local Memory Command Sets. Первый отвечает за исполнение программ на устройстве хранения, в том числе их загрузку, поиск уже загруженных программ и их запуск. Набор обеспечивает модульный подход к программам, управляемым хостом. Второй предоставляет доступ к памяти в подсистеме NVM и позволяет работать с данными, обрабатываемыми программами на устройстве хранения.

Источник изображения: NVM Express

Вычислительное хранилище сокращает необходимость в перемещении данных между накопителями и процессором/ускорителем. Определённые операции могут производиться непосредственно на устройстве хранения, что повышает время отклика приложений, критичных к задержке. Это могут быть базы данных, модели ИИ и системы доставки контента.

В целом, функция NVMe Computational Storage Feature обеспечивает стандартизированную, не зависящую от поставщика оборудования архитектуру для хранения и обработки данных на накопителях NVMe. Решение ориентировано прежде всего на операторов дата-центров и гиперскейлеров.

Консорциум PICMG (PC Industrial Computer Manufacturers Group) опубликовал спецификацию COM-HPC 1.2 для встраиваемых модулей формата COM-HPC Mini с размерами 95 × 70 мм. Такие решения могут использоваться для создания дронов, автономных мобильных роботов, edge-устройств и пр.

Модули COM-HPC Mini могут оснащаться различными процессорами — с архитектурой х86 или Arm. В качестве примера приводится изделие с чипом Intel Core i7-1370PRE поколения Raptor Lake-P (6P + 8E; 20 потоков инструкций; до 4,8 ГГц; 28 Вт).

Источник изображения: PICMG

Спецификацией предусмотрено использование 400-контактной колодки, которая позволяет задействовать следующие интерфейсы:  2 × SATA, 1 × eDP, 2 × DDI, 2 × 10GbE, 8 × SuperSpeed (USB4/ThunderBolt, USB 3.2, DDI), 8 × USB 2.0, 16 × PCIe (PCIe 4.0 или PCIe 5.0). Кроме того, упомянута поддержка Boot SPI, eSPI, UART, CAN и пр. Память в соответствии со спецификацией должна быть впаяна непосредственно на плату для обеспечения надёжности.

Напряжение питания может варьироваться в диапазоне от 8 до 20 В, мощность — до 107 Вт. Разработчики смогут выпускать модули с диапазоном рабочих температур от 0 до +60 °C для коммерческого применения и от -40 до +85 °C для промышленного использования. Толщина изделий COM-HPC Mini с учётом радиатора охлаждения составляет до 15 мм. 

Стандарт COM-HPC также описывает типоразмеры модулей с габаритами от 95 × 120 мм (размер A) до 160 × 120 мм (размер C) и более крупные серверные типы D и E (160 × 160 и 200 × 160 мм соответственно).

Ассоциация IBTA (InfiniBand Trade Association), ответственная за развитие данного стандарта, опубликовала новые спецификации, утверждающие характеристики стандарта InfiniBand XDR.

Хотя Ethernet активно вытесняет другие сетевые стандарты благодаря быстрому росту скоростей и активному освоению всё новых технологий вроде RDMA, InfiniBand (IB) зачастую продолжает оставаться предпочтительным выбором для HPC-систем благодаря низкому уровню задержек, особенно критичному в случае крупномасштабной сети. Согласно данным Naddod, задержи у InfiniBand составляют не более 150–200 нс, в то время как для Ethernet этот показатель обычно составляет 500 нс и более.

Проблему с отставанием в пропускной способности должны решить новые спецификации, опубликованные IBTA в виде томов Volume 1 Release 1.7 (ядро архитектуры InfiniBand) и Volume 2 release 1.5 (аспекты физической реализации). Наиболее важным в новых спецификациях является первичное введение и описание стандарта XDR, предусматривающего скорость передачи данных 200 Гбит/с на каждую линию. Это автоматически даёт 800 Гбит/с на стандартный IB-порт из четырёх линий, а для связи между коммутаторами может быть использован канал на восемь линий, что даёт 1600 Гбит/с.

Текущие планы IBTA по развитиию InfiniBand. Источник: InfiniBand Trade Association

Также тома содержат финальные спецификации физического уровня для InfiniBand NDR (100 Гбит/с на линию, 400 Гбит/с на порт). В данный момент полные тексты спецификаций доступны только для зарегистрированных пользователей на сайте IBTA. С кратким обзором Volume 1 Release 1.7 можно ознакомиться здесь.

Помимо этого, в обновлениях описывается улучшенная поддержка крупных многопортовых коммутаторов (radix switches), а также механизмы, улучшающие обработку сетевых заторов (congestion control). Как отмечает IBTA, InfiniBand XDR должен стать новым золотым стандартом в среде ИИ и HPC благодаря оптимальному сочетанию высокой пропускной способности с низким уровнем задержек и энергоэффективностью. Дальнейшие планы IBTA включают освоение ещё более скоростных стандартов GDR и LDR к 2026 и 2030 гг. соответственно.

Недостатки старого формата промышленных вычислительных модулей COM Express — наличие лишь 440 контактов и невозможность обеспечения стабильной работы интерфейса PCIe 4.0 и новее — привели к созданию нового семейства форматов под общим названием COM-HPC (High Performance Computing), сообщает CNX-Software.

До недавнего времени стандарт описывал типоразмеры модулей с габаритами 95 × 120 мм (размер A) до 160 × 120 мм (размер C), а также более крупные серверные типы D и E (160 × 160 и 200 × 160 мм соответственно). Но на днях консорциум PICMG, отвечающий за развитие COM-HPC, утвердил стандарт более компактных модулей COM-HPC Mini.

Источник: CNX Software

Габариты модулей нового типа составляют всего 95 × 60 мм. Этого удалось добиться путём отказа от одного из разъёмов, так что контактов у COM-HPC Mini всего 400. По коммутационным возможностям это 90% от возможностей COM Express Type 6 (125 × 96 мм). На данный момент размеры и распиновка COM-HPC Mini финализированы, минимальные изменения в стандарт могут быть внесены в I и II кварталах 2023 года.

Источник: www.picmg.org

У COM-HPC Mini есть преимущество в виде официальной поддержки более высоких скоростей передачи данных, соответствующих стандартам PCI Express 4.0 и 5.0. Правда, разработчики говорят, что новый стандарт вытеснит господствующий сейчас в своём габаритном классе COM Express Mini (84 × 55 мм) не сразу.

Модули COM-HPC Mini найдут применение в различных встраиваемых приложениях. В группу разработки нового стандарта входит 15 компаний-производителей промышленных ПК, в частности, ADLINK, Kontron и Сongatec, которые вскоре начнут разработку модулей нового стандарта. Сам по себе набор спецификаций COM-HPC открытый, но бесплатным он не является и стоит $750.