Buscan comunicación directa entre GPU y SSD

NVIDIA, IBM y varios miembros de universidades de renombre están trabajando en el desarrollo de una tecnología que permitiría comunicar de forma directa unidades SSD a la GPU. Estoy seguro de que más de uno de nuestros lectores habrá pensado en la tecnología DirectStorage, un avance importante que permite derivar el trabajo de descompresión de datos que provienen de la unidad SSD en la GPU, evitando con ello el cuello de botella que representa el proceso clásico de realizar ese trabajo en la CPU, y sí, en líneas generales el objetivo es parecido.

No obstante, lo que NVIDIA e IBM tienen entre manos es algo mucho más grande, y se conoce como BaM, siglas de «Big accelerator Memory». Con esa tecnología es posible superar uno de los problemas más importantes que derivan de la dependencia de esa relación entre CPU y SSD: un exceso de sincronización CPU-GPU excesiva y un aumento del tráfico de E/S, lo que reduce el ancho de banda efectivo de la unidad de almacenamiento disponible para las aplicaciones emergentes con patrones de acceso dependientes de datos detallados, como gráficos y análisis de datos, sistemas de recomendación, y redes de gráficos neuronales.

Al permitir la comunicación directa entre la GPU y la unidad SSD es posible mejorar de forma notable el rendimiento, y superar los problemas tradicionales que derivan de ese binomio CPU-SSD. De esta manera, la GPU puede acceder directamente a datos presentes en la memoria y la unidad SSD, sin que estos tengan que pasar previamente por la CPU, y sin depender de dicho componente. Obvia decir que esto también conlleva una importante liberación de recursos a nivel de CPU.

La implementación de esta tecnología se encuentra todavía en fase de pruebas, pero ya hemos podido ver un prototipo experimental utilizado en un sistema basado en Linux, donde los resultados han sido, en general, muy positivos. BaM ya no depende, gracias a la caché de memoria GPU gestionada vía software, de la traducción de direcciones de memoria virtual, lo que hace que no se vea afectada por fallos típicos de los eventos serializados, como las pérdidas TLB, por ejemplo.

Además de esa caché, que trabaja sobre los núcleos de la GPU, esta tecnología de NVIDIA e IBM también trabaja con una librería de software que permite que los diferentes hilos de procesamiento de la GPU puedan pedir directamente datos a las unidades SSD NVMe comunicándose con ellos sin ningún intermediario.