nvNITRO beschleunigt das Geschäft

von: Pat Patla

Der Informationsbedarf steigt dramatisch an, da die digitale Transformation und andere Geschäftstrends die Notwendigkeit einer Echtzeit-Entscheidungsfindung mit sich bringen. Das Sammeln, Übertragen und Speichern von Daten, die zur Gewinnung von Geschäftserkenntnissen beitragen, stellt Unternehmen vor große Herausforderungen, da sie sich mit der Optimierung des zunehmenden Datenflusses auseinandersetzen müssen. Nirgendwo fordert dies mehr Tribut von den traditionellen Systemen als bei der Speicherung, wo sowohl das Volumen als auch die kritische Natur der Informationen rasche Veränderungen in der Art und Weise, wie Daten gehandhabt und geordnet werden, erfordern. Die Speicherung ist der Engpass der meisten Umgebungen und gleichzeitig die wichtigste Komponente jeder Anwendung.

Everspin hat seine nvNITRO™-Technologie entwickelt, um dem wachsenden Bedarf an schnellerer und dauerhafterer Speicherung gerecht zu werden. Basierend auf magnetoresistivem Direktzugriffsspeicher (MRAM), der von GLOBALFOUNDRIES hergestellt wird, bringt nvNITRO sowohl hohe Leistung als auch Beständigkeit in die Datenspeicherung und ermöglicht so eine neue Generation der Anwendungsleistung.

Vor kurzem haben wir die Leistungsfähigkeit von nvNITRO auf der Supercomputing 17, der weltweiten Veranstaltung für Hochleistungsrechnen, vorgestellt.

In einer Demonstration mit SMART Modular Technologies war die NVMe-Beschleunigerkarte von SMART in der Lage, eine hohe Leistung bei extrem niedriger Latenzzeit zu erzielen. Die Demo zeigte einen NVMe-Beschleuniger, der als Front-End-Puffer für eine Unternehmens-SSD fungiert. Während SSDs heute Unternehmen verändern und alle Flash-Arrays aufgrund ihrer Leistungsvorteile gegenüber rotierenden Medien an Beliebtheit gewinnen, kann NAND-Speicher immer noch nicht mit der hohen Geschwindigkeit und der geringen Latenz von MRAM mithalten.

Die Transaktionsverarbeitung ist nur einer der Bereiche, in denen wir Chancen für MRAM sehen. In diesen Umgebungen erfordern viele Systeme zur Gewährleistung der Integrität und Konformität von Transaktionen eine Protokollierung oder Aufzeichnung jeder Transaktion vor Beginn der nächsten neuen Transaktion. Diese Anwendungen - wie Bankwesen, Zahlungsverarbeitung, Aktienhandel, E-Commerce, Lieferkette oder ERP/CRM - können alle von der nvNITRO-Technologie profitieren. Wenn der Nachrichtenverkehr zunimmt, kann diese zusätzliche Protokollierung zu einem Engpass werden, wenn sie nicht schnell und effizient erfolgt.

Mit einem MRAM-Speicherbeschleuniger als Front-End zu einer SSD kann die Transaktionsprotokollierung in einem Bruchteil der Zeit erfolgen, die mit einer SSD benötigt wird. Die geringere Latenzzeit von MRAM bedeutet, dass diese Protokolle schneller geschrieben werden können, wodurch das System ohne Verzögerung mit der nächsten Transaktion beginnen kann. Die 9-fache Reduzierung der Latenzzeit von nvNITRO durch die Verwendung von MRAM bedeutet, dass mehr Transaktionen pro Sekunde aufgezeichnet werden können, was das Potenzial für einen höheren Gesamtdurchsatz der Anwendung bietet.

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Ein weiterer wichtiger Vorteil von MRAM ist die Fähigkeit, den Zustand der Daten aufrechtzuerhalten, ohne dass Batterien oder Superkondensatoren benötigt werden. Für diese Unternehmen stellt das Schreiben riesiger Transaktionsmengen neben der Geschwindigkeit noch eine zweite Herausforderung dar - die Aufrechterhaltung der Daten unabhängig vom Zustand des zugrunde liegenden Systems. Wenn ein System die Stromversorgung verliert oder unterbrochen wird, können Transaktionen, die gerade geschrieben oder protokolliert werden, verloren gehen, weil der Standard-DRAM-Speicher nicht persistent ist und der NAND-Speicher in SSDs nicht schnell genug schreiben kann, um alle Daten zu erfassen, bevor die Stromversorgung unterbrochen wird. Dank der Beständigkeit von MRAM können diese Daten schneller geschrieben werden, wodurch die im Puffer gespeicherten Daten reduziert werden. Wenn das System neu gestartet werden muss, sind diese Daten bei der Initialisierung immer noch im MRAM vorhanden. In einer Welt, in der die Aufsichtsbehörden jede Transaktion prüfen und ein Finanzunternehmen unter Umständen seine Transaktionen "nachspielen" muss, ist es von unschätzbarem Wert, sicherzustellen, dass alles beim ersten Mal korrekt protokolliert wurde. Diese Art von Schutz geht über den bloßen Schutz der Daten hinaus; an diesem Punkt schützt sie tatsächlich das Unternehmen.

Die Supercomputing-Messe war gut besucht, und wir haben uns über die Begeisterung gefreut, die unsere Demo ausgelöst hat. Technologie wie MRAM kann eine großartige Grundlage für viele zukünftige Plattformen werden. Die Möglichkeit, die nvNITRO-Technologie über eine Vielzahl von Schnittstellen in Speicherlösungen zu integrieren - direkt als PCIe- oder U.2-Gerät, integriert in das Gehäuse oder direkt in die Systemplatinen - bedeutet, dass es eine große Vielfalt an Implementierungen gibt, die den spezifischen Anforderungen entsprechen. Diskussionen über nvNITRO beginnen immer mit dem spezifischen Anwendungsfall, der gezeigt wird, aber letztendlich wird daraus "Hey, könntest du...?". Und genau da wird es interessant.

Neben dem STT-MRAM, das wir in der nvNITRO-Demo gezeigt haben, ist STT-MRAM auch als eingebettetes MRAM (eMRAM) über GF für Anwendungen erhältlich, die die Persistenz, Haltbarkeit und Schreibleistung benötigen, die eingebetteter Flash (eFlash) nicht bieten kann. Mit dem Wachstum in Bereichen wie Drohnen, IoT und autonomen Fahrzeugen wird der Wert der direkten Einbettung von MRAM in Designs steigen. Die heutigen nvNITRO-Lösungen basieren auf der Everspin 40nm STT-MRAM-Technologie, die von unserem Partner GF hergestellt wird. Zusätzlich bietet GF jetzt Prozessdesign-Kits für 22FDX eMRAM an. GF erwartet, dass Kunden im ersten Quartal 2018 mit dem Prototyping von MRAM auf Multiprojekt-Wafern (MPWs) beginnen werden.

Wir sehen heute die unmittelbare Chance in der Beschleunigung der Speicherung massiver Datenströme. Diese großen Mengen an Telemetriedaten müssen effizient verarbeitet werden, und zwar auf eine Weise, die sowohl eine schnelle Erfassung als auch eine langfristige Speicherung gewährleistet. Aber wenn MRAM und eMRAM weiter an Marktdynamik gewinnen (und herkömmliche Speicherprodukte verdrängen) und die Formfaktoren schrumpfen, werden sich uns noch größere Möglichkeiten bieten. Heute beschleunigen wir den Teil der Gleichung, der sich auf die Back-End-Speicherung und -Verarbeitung bezieht, aber es ist nicht weit hergeholt, dass MRAM und eMRAM möglicherweise in die Front-End- und Edge-Geräte integriert werden, die diese Daten erzeugen - und genau hier werden die Dinge noch interessanter.

Wenn die Supercomputing 17 ein Hinweis darauf war, dass die Zukunft für MRAM vielversprechend ist.

Über den Autor

Pat Patla

Pat Patla

Pat Patla ist der Senior Vice President für Marketing bei Everspin. Er ist verantwortlich für die strategische Ausrichtung von Everspin und leitet die Marketingbemühungen, um das Wachstum in unserem gesamten Unternehmen voranzutreiben. Dazu gehören Produktpläne und die Entwicklung und Umsetzung globaler Marketingstrategien, die die Führungsposition des Unternehmens festigen.

Bevor er zu Everspin kam, war Pat Senior VP und General Manager bei KNUPATH, einem privaten Halbleiterunternehmen, wo er für die Entwicklung von Produktstrategien im Bereich des maschinellen Lernens verantwortlich war. Darüber hinaus hatte er mehrere leitende Positionen inne, darunter VP of Server Business Marketing bei Samsung und VP und GM der Server and Embedded Division von Advanced Micro Devices. Pat leitete auch die Einführung von PowerEdge-Servern bei Dell, Inc. und erreichte den größten Marktanteil bei Multi-Socket-Servern.

Pat hat einen Bachelor of Science in Marketingmanagement von der DePaul University, Chicago, Illinois.