¿Te has preguntado cómo aprovechar al máximo la velocidad de los SSDs NVMe en un servidor sin los cuellos de botella del hardware tradicional? En este artículo te explico en detalle qué es Intel VROC, cómo está diseñada su arquitectura, en qué se diferencia de un RAID HBA y qué necesitas para implementarlo en una plataforma de servidor.
Cuando los SSD NVMe se convirtieron en el estándar para sistemas empresariales, se hizo evidente que los controladores RAID tradicionales limitaban su potencial. Intel propuso una solución: la tecnología Intel VROC, que utiliza las capacidades del procesador para gestionar arreglos RAID sin necesidad de controladores de hardware externos.
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Qué es Intel® VROC
Intel® VROC (Virtual RAID on CPU) es una tecnología RAID híbrida integrada en los procesadores Intel Xeon. Su función principal es crear y gestionar arreglos de SSDs NVMe utilizando los recursos de la propia CPU, sin necesidad de un controlador de hardware externo. Esto permite conectar las unidades directamente al procesador, reduciendo cuellos de botella y latencia. A diferencia de las soluciones tradicionales, VROC permite la conexión directa de las unidades de almacenamiento al procesador a través de las interfaces PCIe, sin controladores RAID de hardware adicionales.
La tecnología se basa en Intel® VMD (Intel® Volume Management Device), una función del controlador PCI integrado en los procesadores Intel® Xeon® Scalable.
Historia de la tecnología
La tecnología Intel® VROC fue presentada en 2017 junto con la primera generación de procesadores Intel® Xeon® Scalable. Fue desarrollada para soportar arreglos de software basados en unidades de estado sólido NVMe en servidores y estaciones de trabajo con procesadores Xeon® Scalable.
En 2019, Intel unificó sus soluciones bajo la marca VROC, incluyendo también el soporte para arreglos SATA (anteriormente Intel RSTe, renombrado como Intel® VROC SATA). Esto permitió ofrecer un conjunto de herramientas unificado para diferentes tipos de unidades de almacenamiento.
Ámbitos de aplicación
Intel VROC se utiliza en servidores, estaciones de trabajo y algunos sistemas de escritorio de alto rendimiento. La tecnología es demandada en áreas donde el rendimiento y la tolerancia a fallos son críticos. A continuación, se detallan los principales ámbitos de aplicación:
- Servidores corporativos basados en Intel® Xeon® Scalable.
- Estaciones de trabajo para tareas profesionales.
- Sistemas de virtualización y plataformas en la nube.
- Sistemas de computación de alto rendimiento (HPC).
Cómo funciona Intel® VROC
Intel VROC gestiona los arreglos RAID a nivel del chipset y distribuye las tareas directamente entre el procesador y las unidades de almacenamiento a través de las líneas PCIe. Al crear un arreglo RAID, el procesador asume las tareas de gestión del mismo: distribución de datos, recuperación, duplicación y verificación de su integridad.
Cada procesador Intel® Xeon® Scalable contiene un mínimo de tres controladores Intel® VMD. El número exacto depende de la cantidad de líneas PCIe: por cada 16 líneas PCIe, hay un dominio Intel® VMD.
Arquitectura de Intel® VROC
La arquitectura de la solución incluye componentes de hardware y software.
Nivel de hardware:
- Intel VMD: Lógica integrada en los procesadores Xeon® Scalable, responsable del funcionamiento con NVMe.
- Conexión directa de los SSD NVMe a las líneas PCIe de la CPU: Elimina los cuellos de botella de los HBA.
- Hasta 48 líneas PCIe, divididas en dominios VMD, para una organización flexible de los arreglos.
Nivel de software:
- VROC UEFI: Gestión del RAID en la fase pre-arranque (pre-boot).
- NVMe: Control y acceso a los SSD NVMe.
- VMD: Interacción con el controlador de hardware VMD.
- MD: Ejecución de las funciones RAID.
Claves de licencia de hardware
Intel VROC utiliza un sistema de licencias mediante claves de hardware. Estas se instalan en un conector específico de la placa base y activan diversas funciones RAID. Este sistema de licencias permite a Intel ofrecer diferentes niveles de funcionalidad según las necesidades del usuario.
Tipos de claves Intel® VROC
Intel ofrece tres niveles de licencias para activar distintas funcionalidades. En resumen, estas son las opciones:
- Intel SSD Only: Máximo rendimiento, solo para SSDs Intel.
- Standard: Soporte para SSDs de terceros con funciones básicas.
- Premium: Todas las funciones, compatible con cualquier SSD.
Intel® VROCINTMOD
Intel® VROCINTMOD (o Intel SSD Only) es una clave de hardware que activa la funcionalidad completa de Intel VROC. Sin embargo, existe un requisito importante: solo debes utilizar unidades NVMe de Intel. A continuación, se detallan sus características clave:
- Soporte para niveles RAID 0, 1, 5 y 10.
- Tecnología de caché integrada VROC IC.
- Compatibilidad con todas las unidades Intel (desde 2017).
- Funcionalidad completa de Intel® VMD.
La clave VROCINTMOD proporciona un rendimiento óptimo, pero limita la elección de unidades NVMe exclusivamente a productos de Intel.
Intel® VROCSTANMOD
Intel® VROCSTANMOD (Standard Mode) es una clave de hardware que activa las funciones básicas de Intel VROC, con soporte para unidades NVMe de diferentes fabricantes. Sus principales características incluyen:
- Soporte para niveles RAID 0, 1 y 10.
- Soporte para unidades Intel y de terceros.
Estas claves no permiten el uso de RAID 5 ni la tecnología de caché integrada. Es la opción óptima si la flexibilidad en la elección de unidades es importante y no se requieren funciones avanzadas.
Intel® VROCPREMMOD
Intel® VROCPREMMOD (Premium Mode) es una clave de hardware avanzada que incluye el conjunto completo de funciones de Intel VROC. Su ventaja principal es el soporte para unidades de cualquier fabricante. A continuación, se detallan sus características principales:
- Soporte para niveles RAID 0, 1, 5 y 10.
- Tecnología de caché integrada VROC IC.
- Función de gestión de claves para unidades de autocifrado (SED Key Management).
- Capacidades avanzadas de gestión de arreglos RAID.
La clave VROCPREMMOD satisface el espectro más amplio de requisitos, pero tiene el precio más elevado de todas las opciones.
VROC vs. HBA RAID: Comparación de enfoques
En su documentación, Intel destaca varias ventajas de VROC en comparación con los controladores RAID basados en HBA. Pero los números son aún más impresionantes:
- Aumento de IOPS.Intel VROC proporciona hasta un 165 % más de operaciones de entrada/salida por segundo en comparación con un RAID HBA, alcanzando cifras superiores a 6,4 millones de IOPS. En cargas de trabajo mixtas (70:30 lectura/escritura), el aumento respecto a un HBA es:
- 161 % para RAID 0.
- 135 % para RAID 1.
- 50 % para RAID 5.
- 245 % para RAID 10.
- Reducción de la latencia. Se logra eliminando el intermediario (el controlador RAID) entre las unidades y la CPU.
- Aumento del ancho de banda. En pruebas con bases de datos MySQL OLTP, Intel VROC muestra hasta un 16 % más de transacciones por segundo con un uso comparable de recursos de la CPU.
Otras ventajas del uso de VROC incluyen:
- Eficiencia energética: Hasta un +155 % en comparación con un RAID HBA. Esto se logra gracias a la ausencia de controladores de hardware adicionales con sus propios procesadores y memoria.
- Reducción de costes: Las claves de hardware VROC son significativamente más económicas que los controladores RAID completos.
- Escalabilidad: Intel VROC permite ampliar el sistema de almacenamiento añadiendo unidades sin necesidad de controladores RAID adicionales.
- Ahorro de ranuras PCIe: La ausencia de tarjetas RAID dedicadas libera ranuras PCIe para otros dispositivos.
Soporte de VROC en plataformas de servidor
Para usar VROC en una plataforma de servidor, necesitas cumplir una serie de condiciones.
- Procesador: En el momento de esta publicación, VROC es compatible con todas las generaciones de Intel® Xeon® Scalable, incluyendo los más recientes Intel® Xeon® 6.
- Plataforma: La presencia de un procesador de la lista de compatibles no garantiza el soporte de VROC. La funcionalidad debe ser implementada por el fabricante a nivel de la plataforma OEM/ODM.
- Presencia de un conector para la clave: La placa base debe contar con un conector específico para la clave de activación.
- Conexión de las unidades: Las unidades NVMe deben operar a través de las líneas PCIe del procesador.
- Sistema operativo: Se soportan las familias de sistemas operativos Windows Server, RHEL, SLES, Ubuntu y VMware ESXi. La lista completa de compatibilidad de versiones de SO y procesadores está disponible en la base de conocimiento de Intel.
Intel VROC: Una solución RAID híbrida y eficiente
Intel VROC es una arquitectura híbrida que combina las capacidades de hardware de Intel® VMD con la lógica de software de RAID. Este enfoque proporciona un equilibrio entre rendimiento y funcionalidad. El sistema de licencias mediante claves de hardware permite a las empresas elegir el nivel de funciones que mejor se adapte a sus necesidades y presupuesto.
La tecnología continúa evolucionando junto con las crecientes exigencias del almacenamiento NVMe y ya se ha consolidado como el estándar de facto para la organización de arreglos RAID en los sistemas empresariales modernos basados en Intel® Xeon®.
