Teledyne SP Devices présente le streaming disque haute vitesse avec l’ADQ35 et libads pour la capture de données extrême
Teledyne SP Devices a récemment annoncé une avancée majeure dans le domaine de l’acquisition de données à très haute vitesse grâce aux capacités combinées de sa famille de cartes d’acquisition de données haute vitesse ADQ3 et de la bibliothèque propriétaire de streaming NVMe libads. Ensemble, ces technologies permettent des performances soutenues d’écriture sur disque atteignant plusieurs dizaines de gigaoctets par seconde, prenant en charge l’acquisition et l’enregistrement de données de longue durée pour des applications telles que la collecte de signaux large bande, l’analyse radar, la surveillance de satellites et l’instrumentation scientifique.
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Les systèmes modernes d’acquisition de données génèrent couramment plusieurs dizaines de gigaoctets par seconde de données haute fidélité. Les méthodes de stockage traditionnelles basées sur les systèmes de fichiers introduisent de la latence, limitent le débit et ne peuvent pas maintenir un enregistrement continu à la vitesse maximale du numériseur. Pour surmonter ces limitations, Teledyne SP Devices a développé libads, une bibliothèque de streaming NVMe haute performance qui effectue des écritures directes au niveau bloc vers des baies de SSD. En contournant entièrement le système d’exploitation, libads supprime les goulets d’étranglement et fournit les performances soutenues nécessaires à une capture de données haute vitesse ininterrompue lorsqu’elle est associée au numériseur ADQ35.
Architecture du streaming disque
Le streaming disque haute performance repose sur un déplacement efficace et déterministe des données du numériseur vers le stockage. Au cœur de cette architecture se trouve l’ADQ35, qui fonctionne jusqu’à 10 GSPS en mode monocanal ou 5 GSPS en mode double canal, générant 20 GB/s de données brutes. Son interface PCIe Gen3 prend en charge une bande passante de transfert vers l’hôte pouvant atteindre 14 GB/s par appareil, constituant la base de la capture de données à très haute vitesse.
Un PC hôte adapté doit fournir suffisamment d’emplacements PCIe Gen4 ou Gen5 x16 pour accueillir les numériseurs, les GPU et les cartes porteuses NVMe sans introduire de goulets d’étranglement. La bifurcation PCIe ou des commutateurs PCIe sont souvent utilisés pour connecter plusieurs disques NVMe en parallèle. Des baies RAID peuvent être construites à partir de SSD NVMe de classe entreprise tels que les Kioxia CD8 afin d’assurer des performances d’écriture soutenues et constantes sur de longues durées, ou à partir de SSD grand public haut de gamme pour un enregistrement en rafale plus économique lorsque les limites du cache SLC sont acceptables. En écrivant directement dans les secteurs bruts du disque, libads minimise la surcharge et maximise le débit.
Le rôle de libads
libads gère le streaming direct des données de l’ADQ35 vers les disques NVMe en utilisant de grandes écritures de blocs contigus. Cette approche permet d’atteindre des débits d’écriture soutenus dépassant 25 GB/s dans des configurations RAID adaptées, tout en maintenant des performances déterministes avec un jitter minimal. La bibliothèque évolue depuis des systèmes compacts jusqu’à des baies RAID de classe pétaoctet et maintient une faible charge CPU, permettant au processeur hôte de se concentrer sur la supervision ou sur un traitement en temps réel optionnel, y compris des flux de travail accélérés par GPU.
Exemples de configurations de stockage
Les systèmes RAID de classe entreprise construits à partir de cinq SSD haute performance — tels que cinq disques Kioxia CD8 — peuvent offrir des vitesses d’écriture soutenues de 25 GB/s ou plus, avec des capacités totales d’environ 75 TB. Cette configuration est idéale pour des enregistrements de plusieurs heures à la vitesse maximale du numériseur, en offrant des performances constantes à long terme sans dégradation du débit.
Pour les environnements plus sensibles aux coûts, une configuration utilisant deux disques NVMe grand public haut de gamme, tels que les Kingston Fury Renegade G5, offre des vitesses d’écriture en rafale élevées adaptées à plusieurs centaines de gigaoctets d’enregistrement. Bien que les performances diminuent une fois le cache SLC épuisé, cette approche reste attractive pour des captures plus courtes ou pour des applications soumises à des contraintes budgétaires.
Considérations de performance
L’obtention d’un débit maximal dépend de plusieurs facteurs, notamment une allocation correcte des lignes PCIe, l’utilisation de tailles de transfert par blocs importantes, l’endurance et les caractéristiques de performance soutenue des SSD sélectionnés, ainsi qu’une gestion thermique adéquate afin d’éviter le throttling des disques lors d’enregistrements de longue durée.
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