CSD - Computational Storage Devices

Um den Hauptprozessor eines Computers zu entlasten gibt es die Idee, Massenspeicher um einen leistungsfähigen Prozessor auszustatten, der rechenaufwändige Datenverarbeitung direkt im Massenspeicher erledigen kann. Also typische Aufgaben, die ein Prozessor in einem Server erledigen muss. Zum Beispiel Kompression von Daten oder Datenbank-Zugriffe. Insbesondere beim gleichzeitigen Lesen und Schreiben von Daten spielt diese Technik ihre Stärken aus. Allerdings steigt hier die Komplexität deutlich an.

Systeme mit einem System-on-Chip (SoC) verfügen über ein eigenes Betriebssystem. Sie können sogar unabhängig vom Server mit anderen Applikationen im Netz interagieren.

Andere Systeme sind mit einem Field Programmable Gate Array (FPGA) ausgestattet. Hier läuft kein eigenes Betriebssystem, sondern die Chips sind eine transparente Komponente innerhalb des Speicherzugriffs. Sie beschleunigen die Schreivorgänge und kümmern sich um die Komprimierung oder Verschlüsselung von Daten.

Beispiel

Bei Computational Storage handelt es sich um Datenspeicher, der nicht nur Daten speichert und auf Abruf bereitstellt, sondern auch Rechenwerke aufweist. Die Idee dabei ist, dass die CPU nicht einfach Daten aus dem Speicher anfordert, sondern Rechenbefehle schickt, die gespeicherte Daten zum Beispiel addieren oder multiplizieren und erst danach auf die Datenleitungen ausgibt.
In einem weiteren Schritt, in dem die CPU erst Daten anfordern muss, um sie zu durchsuchen, würde die CPU den Suchauftrag direkt an den Datenspeicher schicken und nur noch das Ergebnis erhalten. Auf diese Weise könnte die CPU und das Gesamtsystem durch unnötige Datenübertragungen entlastet werden.

Arbeitsspeicher

Als Beispiel gibt es ein RAM mit der Bezeichnung High Bandwidth Memory mit Processing-in-Memory, kurz HBM-PIM.

SSD

Mit einfachen Aufgaben, wie zum Beispiel ein Mustervergleich, kann eine SSD die Speicherarchitektur entlasten.

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