Teledyne SP Devices presenta streaming de disco de alta velocidad con ADQ35 y libads para captura extrema de datos
Teledyne SP Devices anunció recientemente un importante avance en la adquisición de datos de alta velocidad gracias a las capacidades combinadas de su familia de tarjetas de adquisición de datos ADQ3 de alta velocidad y la biblioteca propietaria de streaming NVMe libads. Juntas, estas tecnologías permiten un rendimiento sostenido de escritura en disco de decenas de gigabytes por segundo, compatible con la adquisición y grabación de datos de larga duración para aplicaciones como la captura de señales de banda ancha, el análisis de radar, la monitorización de satélites y la instrumentación científica.
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Los sistemas modernos de adquisición de datos generan de forma rutinaria decenas de gigabytes por segundo de datos de alta fidelidad. Los métodos tradicionales de almacenamiento basados en sistemas de archivos introducen latencia, limitan el rendimiento y no pueden mantener una grabación continua a la velocidad completa del digitalizador. Para superar estas limitaciones, Teledyne SP Devices desarrolló libads, una biblioteca de streaming NVMe de alto rendimiento que realiza escrituras directas a nivel de bloque en matrices de SSD. Al omitir completamente el sistema operativo, libads elimina cuellos de botella y proporciona el rendimiento sostenido necesario para una captura de datos ininterrumpida y de alta velocidad cuando se combina con el digitalizador ADQ35.
Arquitectura de streaming a disco
El streaming de disco de alto rendimiento depende de un movimiento de datos eficiente y determinista desde el digitalizador hasta el almacenamiento. En el núcleo de esta arquitectura se encuentra el ADQ35, que opera hasta 10 GSPS en modo de un solo canal o 5 GSPS en modo de doble canal, generando 20 GB/s de datos brutos. Su interfaz PCIe Gen3 admite hasta 14 GB/s de ancho de banda de transferencia al host por dispositivo, constituyendo la base para la captura de datos a velocidad extrema.
Un PC host adecuado debe proporcionar suficientes ranuras PCIe Gen4 o Gen5 x16 para alojar digitalizadores, GPU y tarjetas portadoras NVMe sin introducir cuellos de botella. La bifurcación PCIe o los conmutadores PCIe se utilizan a menudo para conectar múltiples unidades NVMe en paralelo. Se pueden construir matrices RAID utilizando SSD NVMe de clase empresarial como Kioxia CD8 para obtener un rendimiento de escritura sostenido y consistente en largas duraciones, o SSD de consumo de gama alta para grabaciones en ráfaga rentables donde las limitaciones de la caché SLC sean aceptables. Al escribir directamente en sectores de disco sin formato, libads minimiza la sobrecarga y maximiza el rendimiento.
El papel de libads
libads gestiona el streaming directo de datos desde el ADQ35 hacia unidades NVMe mediante escrituras de bloques grandes y contiguos. Este enfoque permite alcanzar tasas de escritura sostenidas superiores a 25 GB/s en configuraciones RAID adecuadas, manteniendo al mismo tiempo un rendimiento determinista con un jitter mínimo. La biblioteca escala desde sistemas compactos hasta matrices RAID de clase petabyte y mantiene una baja carga de CPU, lo que permite al procesador host centrarse en la supervisión o en el procesamiento opcional en tiempo real, incluidos flujos de trabajo acelerados por GPU.
Ejemplos de configuraciones de almacenamiento
Los sistemas RAID de clase empresarial construidos a partir de cinco SSD de alto rendimiento—como cinco unidades Kioxia CD8—pueden ofrecer velocidades de escritura sostenidas de 25 GB/s o más, con capacidades totales en torno a 75 TB. Esta configuración es ideal para grabaciones de varias horas a la velocidad completa del digitalizador, ofreciendo un rendimiento consistente a largo plazo sin degradación del rendimiento.
Para entornos más sensibles al coste, una configuración que utilice dos unidades NVMe de consumo de gama alta, como Kingston Fury Renegade G5, proporciona altas velocidades de escritura en ráfaga adecuadas para varios cientos de gigabytes de grabación. Aunque el rendimiento disminuye una vez que se agota la caché SLC, este enfoque sigue siendo atractivo para capturas más cortas o aplicaciones con limitaciones presupuestarias.
Consideraciones de rendimiento
Alcanzar el máximo rendimiento depende de varios factores, como una correcta asignación de carriles PCIe, el uso de tamaños de transferencia de bloque grandes, la resistencia y las características de rendimiento sostenido de los SSD seleccionados, así como una gestión térmica adecuada para evitar la limitación térmica de las unidades durante grabaciones de larga duración.
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