Un avance na análise de almacenamento: como a patente de Rohit Sindhu permite a latencia NVMe a nivel de nanosegundos

Rohit Sindhu, un enxeñeiro principal con máis de 22 anos de experiencia en ciencias da computación, sistemas incorporados e interconexións de alto rendemento, fixo unha marca significativa na industria de almacenamento coa súa recente patente estadounidense, US11237760B2: "Medindo métricas de rendemento para dispositivos de almacenamento de datos". A carreira de Sindhu está definida pola profundidade técnica, a innovación e a paixón por avanzar no estado da arte en tecnoloxías de almacenamento PCIe Express, CXL, MCTP e NVMe. Ademais desta patente milenaria, Sindhu ten múltiples patentes pendentes nos dominios PCIe, CXL e MCTP, subliñando aínda máis as súas continuas contribucións a solucións de interconexión e almacenamento de próxima xeración. Notablemente, tamén contribuíu ao

Unha carreira dedicada á innovación de memoria e almacenamento

A carreira profesional de Rohit Sindhu abrangue máis de dúas décadas, durante as cales se tornou amplamente recoñecido pola súa experiencia en ambos os dominios de hardware e software. Ten un máster en Ciencia da Computación da Universidade de Texas en Dallas cunha licenciatura en Enxeñaría da Computación de NIT Surat, Gujarat, India e contribuíu ao desenvolvemento de sistemas embebidos para aplicacións críticas, solucións arquitectónicas en todas as pilas de protocolos PCIe, MCTP e CXL, e impulsou a innovación no rendemento de memoria e almacenamento, dispoñibilidade, xestión e fiabilidade.

O liderado técnico e a orientación de Sindhu tiveron un impacto en equipos e produtos en toda a industria. É coñecido por romper a brecha entre os retos de enxeñaría complexos e as solucións prácticas e escalables. Ao longo dos anos, traballou nunha variedade de proxectos, desde o desenvolvemento de firmware e o deseño de sistemas en chip ata sistemas avanzados de debug e protocolos de interconexión de alta velocidade.

Como enxeñeiro principal sênior no seu papel actual, Sindhu continúa enfocándose na intersección de interconexións de alta velocidade e almacenamento de datos, desenvolvendo solucións que solucionan os obstáculos do mundo real e permiten plataformas de computación de próxima xeración.

Sindhu é tamén un mentor activo e líder de pensamento na comunidade tecnolóxica. El regularmente comparte visións sobre tendencias de almacenamento, avances PCIe e CXL, e as mellores prácticas para o deseño de sistemas embedded.

US11237760B2: Levantando a barra para a medición de latencia NVMe

A patente de Sindhu, "Medir métricas de rendemento para dispositivos de almacenamento de datos", aborda un desafío de longa data na industria do almacenamento: medir con precisión a latencia de comandos NVMe en ambientes PCIe de alta velocidade sen introducir as sobrecargas ou inexactitudes comúns ás ferramentas tradicionais baseadas en software.

O problema: Medir a latencia no almacenamento moderno

No mundo actual baseado en datos, o rendemento dos sistemas de almacenamento baseados en NVMe é crucial para aplicacións que van desde a computación en nube e a intelixencia artificial ata a análise en tempo real e a computación de bordo.

Os métodos tradicionais de medición de latencia, a miúdo baseados en software, poden introducir importantes superficies de observación, resultados distorsionados e non capturar as verdadeiras características de rendemento dos dispositivos de almacenamento. as sondas de hardware, aínda que útiles, ás veces carecen da granularidade necesaria para illar as latencias de comandos individuais, especialmente en ambientes con alta capacidade de comandos e paralelismo.

Solución de Sindhu: un enfoque acelerado de FPGA

O método patentado de Sindhu aproveita a lóxica de hardware baseada en FPGA para supervisar pasivamente as transaccións PCIe entre o host e o dispositivo de almacenamento, calcular con precisión o ciclo de vida dos comandos NVMe individuais.

Paso a paso de descomposición:

1. Queue Pair Creation: The host system initiates the process by creating a dedicated Submission Queue (SQ) and Completion Queue (CQ) pair for latency measurement. This isolation prevents interference from other I/O operations. The start addresses and lengths of these queues are configured in the FPGA’s test logic.

   
   

2. Command Injection: The host queues an NVMe command and rings the doorbell, prompting the device to fetch the command from the SQ.

   
   

3. PCIe Transaction Snooping: The device issues a PCIe Transaction Layer Packet (TLP) to fetch the command. The FPGA’s snooping logic monitors for read requests within the SQ address range, retrieves the transaction Tag (a unique identifier for the transaction), and records it internally.

   
   

4. Tag Matching and Timer Start: As the FPGA continues monitoring, it matches the Tag in subsequent response packets, extracts the NVMe command ID from the TLP payload, and starts a high-resolution latency timer—typically driven by FPGA clock cycles in the nanosecond range.

   
   

5. Completion Monitoring and Timer Stop: The FPGA then watches for command completion responses in the CQ address range. When the NVMe command ID in the completion response matches the saved command ID, the timer stops, and the measured latency is reported back to the host.
   

   
   

Este enfoque asegura que as métricas de rendemento son capturadas con precisión a nivel de nanosegundo e cero impacto no funcionamento normal do host ou dispositivo, un avance significativo sobre os métodos existentes.

Vantaxes técnicas e impacto industrial

A invención de Sindhu ofrece varias vantaxes clave sobre ferramentas de medición baseadas en software e hardware tradicionais:

• Zero Observational Overhead: O FPGA opera pasivamente no bus PCIe, deixando inalteradas as cargas de traballo do host e do dispositivo.

• Protocolo-Agnostic e Escalable: Mentres optimizado para NVMe, o método pode ser adaptado a calquera protocolo baseado en PCIe, incluíndo estándares emerxentes como CXL.io, reconfigurando os intervalos de enderezos e a lóxica de análise de comandos.

• Paralelismo de varios comandos: A capacidade do FPGA de rastrexar múltiples etiquetas simultaneamente permite medir a latencia simultánea en moitos comandos NVMe, o que é crítico para avaliar as cargas de traballo de alto rendemento do mundo real.

• Integration Flexibility: The solution can be implemented as standalone hardware or embedded within Smart NICs, computational storage devices, or CXL-attached memory controllers.

  
  

Aplicacións en todo o ecosistema de almacenamento

1. Data Center Optimization: Cloud providers and enterprise IT teams can use this technology for real-time latency analytics across large fleets of NVMe devices, enabling dynamic QoS management and proactive troubleshooting.

   
   

2. Storage OEM Validation: Manufacturers can integrate this IP into test platforms to validate SSD latency under extreme workloads, replacing expensive and less flexible protocol analyzers.

   
   

3. Autonomous and Edge Systems: In latency-sensitive environments like autonomous vehicles or industrial edge computing, Sindhu’s method provides the granularity needed to certify storage subsystems for real-time operation.

   
   

4. CXL and Next-Gen Storage: As CXL adoption grows for memory pooling and computational storage, the patent’s PCIe snooping framework lays the groundwork for similar measurement techniques across new protocols.

   
   

Un líder visionario e mentor

Ademais dos seus logros técnicos, Rohit Sindhu é recoñecido como un mentor e defensor da innovación nas comunidades de embedded, memoria e almacenamento.El guiou equipos a través de retos de enxeñaría complexos, compartiu a súa experiencia a través de charlas e publicacións técnicas, e apoia activamente a próxima xeración de enxeñeiros.

O enfoque de Sindhu caracterízase por unha persecución implacable de precisión, eficiencia e escalabilidade.O seu traballo no US11237760B2 exemplifica o seu compromiso de resolver problemas do mundo real con solucións elegantes e prácticas que teñen un impacto duradeiro na industria.

mirando adiante

A medida que as tecnoloxías de almacenamento continúan evolucionando para satisfacer as demandas de IA, grandes datos e infraestruturas en nube, a necesidade de medir o rendemento con precisión e eficiencia só aumentará. O enfoque patentado de Rohit Sindhu proporciona unha base sólida para a próxima onda de innovación en análise e validación de almacenamento.Con múltiples patentes pendentes nos dominios PCIe, CXL e MCTP, e coas súas contribucións directas ás especificacións CXL e JEDEC relacionadas coa xestión de dispositivos CXL e PCIe, a influencia de Sindhu na próxima xeración de tecnoloxías de interconexión e almacenamento de alta velocidade está prevista para expandirse aínda máis.

Para saber máis sobre a viaxe profesional de Rohit Sindhu, conéctese con el enLinkedIn.

O US11237760B2 é máis que unha patente, é un testemuño do impacto duradeiro de Rohit Sindhu na industria da tecnoloxía e un plan para o futuro da medición de rendemento de almacenamento precisa e acelerada por hardware.

Esta historia foi distribuída como un lanzamento por Echospire Media baixo HackerNoon's Business Blogging Program.