Direktlagring hänvisar till en lagringsarkitektur som tillåter applikationer att komma åt data direkt från lagringsenheter, förbi operativsystemet och filsystemet. Detta tillvägagångssätt kan avsevärt minska latensen och förbättra prestandan för applikationer som kräver snabb åtkomst till stora mängder data, såsom vetenskapliga simuleringar, videoredigering och databashantering.
Så här kommer data åt från direktlagring:
1. Direkt minnesåtkomst (DMA): Direktlagring är beroende av DMA, en hårdvarufunktion som gör att kringutrustning (som lagringsenheter) kan komma åt minnet direkt utan att involvera processorn. Detta eliminerar kostnaden för kopiering av data mellan lagringsenheten och operativsystemets buffertar.
2. Minneskartad I/O: Med direktlagring mappas lagringsenhetens minne till applikationens adressutrymme. Detta gör att applikationen kan komma åt data i lagringsenheten som om den vore en del av systemets huvudminne.
3. NVMe (Non-Volatile Memory Express): NVMe är ett höghastighetsgränssnittsprotokoll speciellt designat för SSD-enheter (solid state drives). NVMe-enheter ansluts direkt till PCIe-bussen (Peripheral Component Interconnect Express) och kringgår det långsammare SATA-gränssnittet. Detta möjliggör betydligt högre dataöverföringshastigheter jämfört med traditionella lagringsenheter.
4. RDMA (Remote Direct Memory Access): RDMA är en teknik som möjliggör direkt minnesåtkomst mellan två eller flera datorer över ett höghastighetsnätverk. RDMA kringgår operativsystemet och nätverksstacken, vilket möjliggör dataöverföringar med låg latens. Det används ofta i högpresterande datorer (HPC) och datacentermiljöer.
5. Datastrukturer och API:er: Direktlagringssystem tillhandahåller vanligtvis specifika datastrukturer och applikationsprogrammeringsgränssnitt (API) som tillåter applikationer att interagera direkt med lagringsenheten. Dessa API:er tillhandahåller funktioner för att läsa, skriva och hantera data, vilket ger finkornig kontroll över dataåtkomst.
Sammanfattningsvis tillåter direktlagring applikationer att kringgå operativsystemet och filsystemet, genom att använda DMA och minnesmappad I/O för att direkt komma åt data i lagringsenhetens minne. Detta tillvägagångssätt minskar latensen och förbättrar prestandan för applikationer som kräver snabb åtkomst till stora datamängder. NVMe- och RDMA-teknologier förbättrar dataöverföringshastigheterna ytterligare, vilket gör direktlagring lämplig för krävande arbetsbelastningar i olika branscher.
