Samsung SmartSSD: Schlauer Datenträger soll CPU fast überflüssig machen

Hinter Samsungs SmartSSD steckt das Konzept, bei der Datenverarbeitung mehr Rechenleistung der SSD selbst statt dem Host-System zu überlassen. Die jetzt vorgestellte zweite Generation der SmartSSD soll noch „schlauer“ sein. Dabei hilft ein Xilinx-SoC von AMD.

Samsungs neue SmartSSD soll die „Verarbeitungszeit um über 50 %, den Energieverbrauch um bis zu 70 % und die CPU-Auslastung um bis zu 97 % im Vergleich zu herkömmlichen SSD-Laufwerken“ reduzieren, prahlt Samsung in einer aktuellen Pressemitteilung.

Leveraging software and intellectual property (IP) developed by customers, along with in-built Arm cores, Samsung’s second-generation SmartSSD enables much more efficient data processing. Compared to conventional data center solid-state drives, processing time for scan-heavy database queries can be slashed by over 50%, energy consumption by up to 70% and CPU utilization by up to 97%.

Samsung

Die Rechenpower soll dabei ein System-on-a-Chip (SoC) aus der Versal-Familie von Xilinx übernehmen, die vom Hersteller auch Adaptive Compute Acceleration Platform (ACAP) bezeichnet wird. AMD hatte den FPGA-Hersteller Xilinx im Februar für knapp 50 Milliarden US-Dollar übernommen und wird daher jetzt von Samsung als Partner bei der SmartSSD genannt.

Powered by Xilinx Versal Adaptive SoCs from AMD, second-generation Samsung SmartSSDs enable improved CPU efficiency and greatly reduced energy consumption by efficiently integrating the computing and storage functions in data centers

Sina Soltani, Corporate Vice President of Sales, AECG, Data Center and Communication Group at AMD

Das steckt dahinter

Das Konzept der SmartSSD hatte Samsung bereits im Oktober 2018 als „FPGA-SSD“ (Field Programmable Gate Array), die eine beschleunigte Datenverarbeitung und die Möglichkeit bietet, Server-CPU-Grenzen zu umgehen“, öffentlich formuliert. Die „Intelligenz“ soll dahin gebracht werden, „wo sich die Daten befinden“, was für gesteigerte Geschwindigkeit und Effizienz sorge.

Statt die Daten wie bisher immer von der SSD zur CPU und wieder zurück zu transportieren, sollen diese Wege durch die SmartSSD minimiert werden, indem der verbaute FPGA-Beschleuniger die Datenverarbeitung weitgehend „vor Ort“ übernimmt. Dadurch könnten Server-CPUs entlastet oder sogar auf einige im System verzichtet werden, was wiederum Kosten und Energie spare. Zudem würden Latenzen verringert, was die SSD-Leistung erhöhe.

Emerging tech requires the most innovative and flexible components. Samsung’s SmartSSD will increase speed and efficiency, and lower operating costs by pushing intelligence to where data lives. Movement of data for processing has traditionally caused increased latency and energy consumption while reducing efficiency. Samsung’s new SmartSSDs will overcome these issues by incorporating an FPGA accelerator into the SSD unit. This allows for faster data processing through bypassing server CPU limits. As a result, SmartSSDs will have higher processing performance, improved time-to-insight, more virtual machines (VM), scalable performance, better de-duplication and compression, lower power usage and fewer CPUs per system.

Samsung

Die SmartSSD soll ein Standard werden

Die Idee der SmartSSD will Samsung als Standard etablieren und arbeitet dafür mit der Storage Networking Industry Association (SNIA) und der NVM Express Work Group zusammen.

Die erste Generation der SmartSSD werde bereits „an globale IT-Unternehmen einschließlich Anbietern von Videokommunikationsplattformen geliefert“, heißt es im Pressetext.

Auch in anderen Bereichen der Branche wird der Ansatz, die Daten mit möglichst kurzen Wegen lokal zu verarbeiten, verfolgt. Beim sogenannten In-memory Computing werden etwa ganze Datenbanken direkt im Arbeitsspeicher statt auf Datenträgern wie Festplatten oder SSDs gespeichert. Auch hier hat Samsung zum Beispiel mit dem AI-gestützten HBM2 (High Bandwidth Memory) erste Ansätze parat.

Den Umweg der Daten über die CPU spart zum Beispiel auch die für Spiele konzipierte DirectStorage API von Microsoft: Darüber werden komprimierte Daten mit hoher Bandbreite direkt von schnellen SSDs zur GPU befördert und von dieser dekomprimiert.