notícias da empresa sobre O Sandook oferece gestão de desempenho de SSD agregada

Pesquisadores do MIT e da Tufts University desenvolveram um esquema de gerenciamento que melhora o desempenho de SSDs agrupados, mitigando as lentidões de desempenho causadas por operações de apagar e escrever em blocos e pela coleta de lixo.

Nomeado Sandook, este esquema separa as características de desempenho de curto e longo prazo que limitam os SSDs usando uma estrutura de controle de duas camadas alimentada por telemetria de software agente executado em servidores de armazenamento.

O desempenho do SSD pode flutuar significativamente com base na mistura de solicitações de leitura e gravação. Como as gravações exigem um ciclo de apagar e reescrever em nível de bloco, elas são muito mais lentas do que as leituras, e o tráfego intenso de gravação pode degradar o desempenho geral de leitura. O desempenho também pode variar entre configurações de SDS de diferentes fornecedores, e até mesmo entre SSDs do mesmo fabricante e lote. Quando um controlador de SSD recupera células excluídas dentro de um bloco, ele deve copiar os dados válidos, apagar o bloco e devolvê-lo ao pool livre — um processo conhecido como coleta de lixo. Essa operação é tipicamente gerenciada independentemente por cada controlador de SSD e pode levar a quedas de desempenho repentinas e significativas.

Os pesquisadores imaginam um cluster de computação composto por nós de computação e servidores de armazenamento. Um controlador central opera dentro do cluster de computação, juntamente com software cliente em servidores de computação e software agente em servidores de armazenamento. Os servidores de armazenamento usam SSDs padrão, prontos para uso, cada um equipado com seu próprio controlador nativo.

O Controlador Sandook mantém um registro de todos os SSDs, tendo perfilado cada um para estabelecer linhas de base de desempenho, como capacidades de IOPS. Ele atribui modos de leitura ou gravação a unidades individuais e recebe atualizações de desempenho em tempo real a cada 200ms de agentes Sandook em servidores de armazenamento. Usando esses dados, ele calcula pesos de leitura e gravação ajustados à demanda global de I/O do cluster e compartilha essas decisões de agendamento com o software cliente Sandook em servidores de computação.

Para leituras, Sandook aproveita a replicação de blocos existente — já usada para tolerância a falhas — para rotear flexivelmente solicitações de leitura entre réplicas em diferentes SSDs. Para gravações, ele usa um design estruturado em log que permite que as gravações sejam direcionadas a qualquer SSD, independentemente da colocação do bloco lógico. Esse alto grau de flexibilidade garante que as políticas de agendamento possam ser aplicadas sem restrições.

O software cliente Sandook expõe uma interface de dispositivo de bloco padrão para aplicativos, roteando transparentemente solicitações de I/O para os SSDs mais apropriados com base nas regras de agendamento do controlador. Ele também recebe status de SSD em tempo real de agentes do lado do armazenamento e pode despriorizar um SSD durante a coleta de lixo. As solicitações de leitura e gravação são então redirecionadas para outras unidades, evitando latência de cauda excessiva no sistema de armazenamento geral.

Agentes Sandook (1) processam comandos de leitura e gravação de clientes e os encaminham para os SSDs de destino; (2) fornecem monitoramento independente de hardware, incluindo perfilamento periódico e sinais de status em tempo real, para suportar o agendamento do controlador; e (3) retransmitem sinais de congestionamento de SSD para clientes para que eventos de curto prazo como coleta de lixo possam ser tratados localmente e imediatamente, transferindo I/O para outros SSDs no servidor.

A sobrecarga de memória e CPU do monitoramento de dezenas de SSDs por servidor de armazenamento é mínima.

Os pesquisadores avaliaram Sandook sob quatro cargas de trabalho:

No geral, Sandook melhora a taxa de transferência bruta de I/O em 30–82% em comparação com sistemas existentes que abordam apenas uma fonte de variabilidade de desempenho, mantendo latência de cauda sub-milissegundo. Para aplicações não modificadas que compartilham um pool de SSD, o desempenho de ponta a ponta melhora em 12–94%.

Especificamente, em comparação com sistemas anteriores, ele oferece 1,7x mais taxa de transferência de armazenamento, 1,12–1,94x mais taxa de transferência de aplicação, 71–88% menos latência e 23% mais utilização de GPU — sem necessidade de hardware personalizado ou alterações de aplicação.

O artigo Sandook, intitulado “Unleashing The Potential of Datacenter SSDs by Taming Performance Variability,” está disponível como um PDF para download. O trabalho será apresentado no USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI 2026) em Renton, Washington, de 4 a 6 de maio.