Tweet
SCSI và NVMe: Hai thế hệ giao thức lưu trữ Block Storage
Trong thế giới lưu trữ hiện đại, đặc biệt là các hệ thống Data Center, AI Infrastructure và Storage Network, hai giao thức truy cập dữ liệu dạng khối (block storage) phổ biến nhất là SCSI và NVMe.
SCSI (Small Computer System Interface) là chuẩn đã tồn tại từ nhiều thập kỷ và từng là nền tảng của hầu hết hệ thống SAN truyền thống. Ngoài việc định nghĩa phần cứng, SCSI còn xây dựng một tầng phần mềm với hàng trăm lệnh khác nhau để giao tiếp với thiết bị lưu trữ. Trong thực tế, các lệnh quan trọng nhất vẫn là Read và Write. SCSI có thể hoạt động trên nhiều môi trường mạng thông qua các giao thức như Fibre Channel (FC) hoặc iSCSI.
Khi ổ cứng SSD và bộ nhớ flash phát triển mạnh, SCSI bắt đầu trở thành nút thắt cổ chai vì được thiết kế từ thời kỳ đĩa cứng cơ học (HDD). Đó là lý do NVMe (Non-Volatile Memory Express) ra đời.
NVMe được thiết kế hoàn toàn mới dành riêng cho bộ nhớ flash tốc độ cao. Thay vì hàng trăm lệnh phức tạp như SCSI, NVMe chỉ giữ lại một số lượng nhỏ lệnh tối ưu cho các tác vụ đọc và ghi. Điều này giúp giảm độ trễ, tăng số lượng IOPS và khai thác hiệu quả khả năng xử lý song song của SSD hiện đại.
Một điểm quan trọng là NVMe không chỉ hoạt động trong máy chủ cục bộ mà còn có thể chạy trên mạng thông qua NVMe over Fabrics (NVMe-oF). Các công nghệ như NVMe over Fibre Channel (FC-NVMe) và NVMe/TCP cho phép mở rộng hiệu năng của NVMe ra toàn bộ Data Center.
Đối với các hệ thống AI Training Cluster, GPU Server, HPC và Storage Fabric hiện đại, xu hướng đang dịch chuyển từ các hệ thống SAN dựa trên SCSI truyền thống sang các kiến trúc NVMe-oF, bởi khả năng cung cấp độ trễ thấp hơn đáng kể và băng thông phù hợp với các mạng Ethernet 100G, 200G, 400G và thậm chí 800G.
Góc nhìn thực tế
Nếu ví SCSI như một chiếc xe tải đa năng được thiết kế từ nhiều thập kỷ trước thì NVMe giống như một chiếc xe đua được chế tạo riêng cho đường cao tốc hiện đại.
Trong các Data Center AI ngày nay:
SCSI là giao thức lưu trữ block truyền thống được sử dụng rộng rãi trong SAN và có thể hoạt động qua Fibre Channel hoặc iSCSI. NVMe là giao thức mới được thiết kế riêng cho SSD và bộ nhớ flash với độ trễ thấp và khả năng xử lý song song rất cao. Cả hai đều có thể hoạt động qua mạng, nhưng NVMe sử dụng các công nghệ NVMe over Fabrics như FC-NVMe và NVMe/TCP. Trong các hệ thống AI, HPC và Data Center hiện đại, NVMe-oF đang dần thay thế SCSI để đáp ứng yêu cầu hiệu năng cực cao của GPU và ứng dụng dữ liệu lớn.
Trong thế giới lưu trữ hiện đại, đặc biệt là các hệ thống Data Center, AI Infrastructure và Storage Network, hai giao thức truy cập dữ liệu dạng khối (block storage) phổ biến nhất là SCSI và NVMe.
SCSI (Small Computer System Interface) là chuẩn đã tồn tại từ nhiều thập kỷ và từng là nền tảng của hầu hết hệ thống SAN truyền thống. Ngoài việc định nghĩa phần cứng, SCSI còn xây dựng một tầng phần mềm với hàng trăm lệnh khác nhau để giao tiếp với thiết bị lưu trữ. Trong thực tế, các lệnh quan trọng nhất vẫn là Read và Write. SCSI có thể hoạt động trên nhiều môi trường mạng thông qua các giao thức như Fibre Channel (FC) hoặc iSCSI.
Khi ổ cứng SSD và bộ nhớ flash phát triển mạnh, SCSI bắt đầu trở thành nút thắt cổ chai vì được thiết kế từ thời kỳ đĩa cứng cơ học (HDD). Đó là lý do NVMe (Non-Volatile Memory Express) ra đời.
NVMe được thiết kế hoàn toàn mới dành riêng cho bộ nhớ flash tốc độ cao. Thay vì hàng trăm lệnh phức tạp như SCSI, NVMe chỉ giữ lại một số lượng nhỏ lệnh tối ưu cho các tác vụ đọc và ghi. Điều này giúp giảm độ trễ, tăng số lượng IOPS và khai thác hiệu quả khả năng xử lý song song của SSD hiện đại.
Một điểm quan trọng là NVMe không chỉ hoạt động trong máy chủ cục bộ mà còn có thể chạy trên mạng thông qua NVMe over Fabrics (NVMe-oF). Các công nghệ như NVMe over Fibre Channel (FC-NVMe) và NVMe/TCP cho phép mở rộng hiệu năng của NVMe ra toàn bộ Data Center.
Đối với các hệ thống AI Training Cluster, GPU Server, HPC và Storage Fabric hiện đại, xu hướng đang dịch chuyển từ các hệ thống SAN dựa trên SCSI truyền thống sang các kiến trúc NVMe-oF, bởi khả năng cung cấp độ trễ thấp hơn đáng kể và băng thông phù hợp với các mạng Ethernet 100G, 200G, 400G và thậm chí 800G.
Góc nhìn thực tế
Nếu ví SCSI như một chiếc xe tải đa năng được thiết kế từ nhiều thập kỷ trước thì NVMe giống như một chiếc xe đua được chế tạo riêng cho đường cao tốc hiện đại.
Trong các Data Center AI ngày nay:
- Fibre Channel SAN truyền thống thường sử dụng SCSI.
- All-Flash Storage mới thường sử dụng NVMe.
- Các AI Factory và GPU Cluster quy mô lớn đang triển khai NVMe-oF để giảm độ trễ truy cập dữ liệu cho GPU.
- NVMe/TCP đang trở thành lựa chọn hấp dẫn vì tận dụng được hạ tầng Ethernet hiện có mà không cần xây dựng SAN riêng biệt.
SCSI là giao thức lưu trữ block truyền thống được sử dụng rộng rãi trong SAN và có thể hoạt động qua Fibre Channel hoặc iSCSI. NVMe là giao thức mới được thiết kế riêng cho SSD và bộ nhớ flash với độ trễ thấp và khả năng xử lý song song rất cao. Cả hai đều có thể hoạt động qua mạng, nhưng NVMe sử dụng các công nghệ NVMe over Fabrics như FC-NVMe và NVMe/TCP. Trong các hệ thống AI, HPC và Data Center hiện đại, NVMe-oF đang dần thay thế SCSI để đáp ứng yêu cầu hiệu năng cực cao của GPU và ứng dụng dữ liệu lớn.
Attached Files