¿Por qué se acerca el fin de los SSD NVMe con conexión M.2?

¿Por qué se acerca el fin de los SSD NVMe con conexión M.2?

Josep Roca

Los SSD NVMe son el tipo de almacenamiento más avanzado hasta el momento en lo que a velocidad de acceso y ancho de banda se refiere. Pero, ¿qué pasaría si os dijéramos que nos acercamos al fin de los SSD en módulos M.2 y, por tanto, las unidades de estado sólido más rápidas de la actualidad van a sufrir un reemplazo? Os explicamos el motivo.

Una de las quejas más grandes respecto a los SSD NVMe en forma de módulos M.2 es el poco espacio del que disponen para colocar chips. Esto limita su capacidad de almacenamiento. Sin embargo, este no es el motivo por el cual dichas conexiones podrían ver su fin en generaciones futuras.

¿Por qué veremos el fin de los módulos M.2?

Un elemento en común que tienen todos los procesadores es que en términos de ancho de banda y velocidad de acceso no suelen aprovechar más de 2 módulos DIMM o SO-DIMM, haciendo que los módulos adicionales sirvan como extensiones los canales de acceso ya existentes. Al menos, ese es el caso de los procesadores para PC, dado que tanto estaciones de trabajo como servidores sí que tienen mecanismos de acceso a la memoria para aprovechar esa gran cantidad de módulos que se encuentran instalados en la placa base.

Por lo que el 90% de los usuarios de PC tienen a lo mucho, dos módulos, lo que hace que nos preguntemos. ¿Hay alguna forma de utilizar el tercer y el cuarto módulo de forma más eficiente? Pues si, colocando un SSD en su interior, lo que marcara el fin. No olvidemos que dichas unidades de almacenamiento se componen por:

  • Un controlador Flash.
  • Una memoria DRAM para que el controlador pueda realizar sus tareas de forma más eficiente, aunque en algunos casos existen unidades sin memoria propia que usan la RAM del sistema.
  • Obviamente, los chips de memoria NVMe, es decir, la NAND Flash donde se almacenan los datos.

El hecho de colocar un SSD en los módulos DIMM puede parecer una tontería, pero tiene sentido desde el momento en que el acceso a los datos en su DRAM no sería más lento que hacerlo a través del PCI Express. Es decir, no haría falta realizar continuos ejercicios de copia de datos, ni tener parte de la memoria ocupada como caché de respaldo.

SSD M.2 placa base

Los NV-DIMM son el futuro

Uno de los mayores problemas que existen de cara al rendimiento en la actualidad es la latencia entre el procesador y la memoria RAM, si bien soluciones como el CXL permitirán añadir módulos de memoria RAM adicionales a través del PCI Express. Se ha demostrado que la latencia en el acceso por estar el puerto PCI Express por el medio hace que el rendimiento se recorte. Es decir, que ejecutar programas desde dicha memoria resulta mucho más lento.

Ese es el mayor cuello de botella de los SSD NVMe actuales, pueden aumentar su capacidad de almacenamiento e incluso su ancho de banda, pero su latencia es insalvable y esta aumentará tan pronto como los altos anchos de banda obliguen a usar codificación PAM para que no se dispare el consumo. ¿Las consecuencias de todo esto? Hay que buscar la forma de aumentar el rendimiento, pero manteniendo los altos anchos de banda. ¿Cómo? La solución ya os la hemos dicho, colocar un SSD en un módulo DIMM.

Un módulo de memoria DDR5-4800 dispone de un bus de 64 bits y, por tanto, de un ancho de banda de 38.4 GB/s. ¿El módulo PCI Express 5?0? 16 GB/s. Si bien las cifras aumentarán con el PCIe 6.0, ya hemos comentado que el problema de la latencia es insalvable y es por ello que se puede escribir sobre el papel el fin de los módulos M.2.

NVDIMM Anatomía

El último punto, el controlador de memoria del procesador

Los controladores de memoria integrados en la CPU y cuyo trabajo es acceder a la RAM no son diferentes en funcionamiento a los controladores flash, más bien estos últimos son una versión más compleja de los primeros. Por lo que llegado el momento no sería de extrañar ver procesadores con la capacidad de gestionar un módulo NV-DIMM de manera directa. Lo que significará que para dichos sistemas el uso de un SSD NVMe resultará en una opción mucho peor.

NVDIMM-P AMD

Desde el momento en que los fabricantes de los SSD NVMe en módulos M.2 son los mismos que hacen memoria RAM, este cambio no resultará en algo que tambaleará la industria. Es más, hará posible uno de los anhelos de los diseñadores de sistemas. El tener almacenamiento masivo con la misma velocidad de acceso directa que la RAM y sin tener que realizar pesados ejercicios de copia de datos.

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