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SmartSSD コンピューテーショナル ストレージ ドライブ



ビッグ データ向けのアクセラレーション

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業界初で唯一の適応型コンピューテーショナル ストレージ プラットフォーム

ザイリンクスの適応型プラットフォームで構築したサムスン社の SmartSSD® コンピューテーショナル ストレージ ドライブ (CSD) は、カスタマイズと再プログラムが可能な業界初の計算用ストレージ プラットフォームです。SmartSSD CSD は、データ ストレージの近くで演算処理の実行を可能にし、計算負荷の高いアプリケーション動作を 10 倍以上高速化します。 

大量のデータ処理を伴うアプリケーションを高速化

SmartSSD CSD プラットフォームは、データベース管理、動画処理、AI レイヤー、仮想化など、さまざまなアプリケーションを高速化します。ランタイム、ライブラリ、API、およびドライバーは、一般的なアプリケーション フレームワークを使用してシステムに組み込むことができます。
 

ai-models-optimization

AI/ML 推論

business-intelligence

ビジネス インテリジェンス

data-analytics

ビッグ データ分析

video-file-transcoding

ビデオ トランスコーディング

financial-computing

金融サービス

genomics

ゲノム解析

search-queries

検索クエリ

data-warehouse

透過的圧縮

tools

課題: ビッグデータ分析を高速化する

  • 世界のデータ総量は、2019 年の 45 ゼタバイトから 2025 年には 175 ゼタバイトまで増えると予想されており、その 30% はリアルタイム処理が必要。
  • データ量の急増は、セキュア ストレージ、検索、処理、および分析機能に課題をもたらす。
  • ストレージと CPU 間のデータ移動は、大量のデータ処理を必要とするアプリケーションでは性能のボトルネックとなる。
  • CPU 中心のアーキテクチャでは、データ処理で許容範囲を超える遅延が生じ、コスト、密度、スケーラビリティの問題が生じる。

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ソリューション: SmartSSD CSD はデータ ストレージの近くで演算処理を実行できる

アクセラレーション専用のザイリンクス Kintex™ Ulltrascale+ FPGA とサムスン社のエンタープライズ向け高性能 SSD コントローラーを高速プライベート データパスで接続するソリューションです。

  • データ ストレージの近くで高速演算処理
  • 超高速並列計算
  • 大幅な性能向上、高密度、線形的なスケーラビリティ
  • CPU を解放して、より高レベルなタスクを効率的に処理

ザイリンクスの適応型プラットフォーム

SmartSSD CSD の中心となっているのがザイリンクスの適応型プラットフォームです。FPGA のプログラマビリティを備えることで、業界初のカスタマイズ可能なコンピューテーショナル ストレージ デバイスが実現しました。

SmartSSD CSD は、ソフトウェア エンジニアや AI サイエンティストを含むさまざまな分野の開発者が、業界最高性能のハードウェア アクセラレーション機能を活用してターンキー ソリューションを構築できるよう設計されています。

 

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開発を合理化

ザイリンクの Vitis™ 環境では、C、C++、または OpenCL を使用する開発が可能です。ハードウェアの専門知識がなくても、ソフトウェアやアルゴリズム コードに合わせてザイリンクスのハードウェア アーキテクチャが自動的に調整されます。

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ザイリンクス ストレージ サービス

ザイリンクス ストレージ サービスでは、SmartSSD CSD に dm-crypt や Virtual Data Optimizer などの一般的なストレージ ソフトウェアを使用するパワフルなオフロード機能が含まれます。

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ザイリンクス ランタイム環境

ザイリンクス ランタイム環境では、Verilog や VHDL などのあらゆる HDL (ハードウェア記述言語) を利用できるため、設計の柔軟性と最適化を最大限に高めることができます。このデザイン フローは、HDL で設計された既存のアクセラレータ IP を ASIC や FPGA で再利用する場合にも有効です。

 

 

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内部データパス

ザイリンクス FPGA がアクセラレーション用のロジック エレメントと CPU コアを提供し、SSD コントローラーが NAND メディア インターフェイスと管理機能を提供します。SSD コントローラーと FPGA は、P2P 型の高速プライベート リンクで 接続され、超低レイテンシの処理機能が実現します。システムに SmartSSD CSD を追加すると、この内部帯域幅を拡張できます。

コンピューテーショナル ストレージの利点

2.8 倍

SmartSSD CSD を 1 個使用して Parquet データの SQL クエリ実行が高速化。ドライブの追加でさらに性能を向上できる

87%

SmartSSD CSD を 3 個使用して、ビデオ トランスコーディング フレーム レートを維持しながら、CPU 使用率を低減

72GBps

単一 の 2U サーバーで 24 個の SmartSSD CSD を使用して、LZ4 圧縮データの読み取り速度向上、ライン レートでの解凍

ストレージとコンピューティング リソース間で大量のデータを移動させることは効率的ではありません。ホスト CPU の処理能力には限界があるため、データ量が増加するとシステムのボトルネックとなります。複雑な検索クエリの実行には数時間または数日かかることもあり、企業は大きな問題を抱えています。

これらの要求に応えるために、データセンターには多くのサーバーが投入されるようになり、その結果、設備投資と運用コストが増加しています。

コンピューテーショナル ストレージは、ストレージ メディアの近くで演算処理を実行することで、この問題を解決できます。データはホスト CPU に転送される前に SmartSSD CSD で直接処理されるため、大量のデータ移動が不要になり、必要な情報をすばやく抽出できます。費用対効果が高く、スケーラビリティに優れたこのソリューションは、ドライブを追加することで、ストレージ容量にほぼ比例的して処理能力を向上させることができます。

主なソリューション

bigstream

ビッグ データ分析

  • インサイト獲得までの時間が 10 倍短縮
  • Spark のシームレスな高速化
  • サーバーの性能向上
 
詳細
eideticom

透過的圧縮

  • ストレージ容量は最大 10 倍
  • あらゆるアプリケーションで動作可能
  • ライン レートでのデータ圧縮
 
詳細
lewis-rhodes

Search-In-Storage

  • 最大 100 倍高速化
  • 正規表現処理 (RegEx) の高速化
  • ペタバイト規模のデータ検索を数分で完了
 
詳細
ctaccel

ビデオ ファイル トランスコーディング

  • ビデオ トランスコーディング コストが 60% 削減
  • VoD のトランスコーディングが加速
  • サーバーの性能向上
 
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