FADU propone cambiar una premisa fundamental del almacenamiento empresarial: que las unidades SSD deban recibir direcciones de bloques y depender del servidor para encontrar los archivos. Su File-Semantic SSD (FS-SSD) busca que la propia unidad gestione las búsquedas, los permisos y la traducción de archivos a ubicaciones físicas en la memoria flash, reduciendo así el trabajo de la CPU anfitriona.
La propuesta, presentada en la cumbre OCP Global Summit, apunta a cargas de trabajo de inteligencia artificial en las que el movimiento de datos puede convertirse en un cuello de botella. Según FADU, GPU, DPU y tarjetas de red podrían acceder directamente a archivos sin depender de un sistema de archivos en el host ni de la CPU de un servidor de almacenamiento.
## De solicitudes NVMe a operaciones con archivos
En lugar de crear un protocolo completamente nuevo, FADU utiliza NFSv3, una versión del protocolo Network File System que permite solicitar operaciones sobre archivos. La compañía encapsula esas solicitudes dentro de comandos NVMe estándar, utilizados habitualmente para comunicarse con unidades SSD.
Las peticiones pueden originarse en el mismo servidor o llegar desde otros equipos mediante NVMe over Fabrics (NVMe-oF). FADU eligió NFSv3 por su conjunto acotado de 21 operaciones, su compatibilidad con distintos sistemas operativos y su diseño sin estado: cada petición incluye la información necesaria para que la unidad la procese sin mantener una sesión abierta.
El controlador de sexta generación de FADU ejecuta en firmware tareas que normalmente realiza el host. Entre ellas están localizar un archivo, comprobar los permisos y determinar dónde se encuentran sus datos en la memoria flash. Así, el objetivo no es únicamente transferir datos más rápido, sino reducir el trabajo de software que interviene antes de que la transferencia comience.
## Un solo mapa para archivos y memoria flash
En un sistema convencional, dos capas realizan traducciones sucesivas. El sistema de archivos del host convierte un archivo en bloques lógicos, y el SSD utiliza su propia capa de traducción flash para ubicar esos bloques en los chips de memoria.
FS-SSD combina ambas funciones en una capa basada en F2FS, un sistema de archivos de Linux diseñado para almacenamiento flash. FADU sostiene que organizar la estructura de archivos de acuerdo con la disposición física de la memoria permite llegar directamente desde un archivo hasta su ubicación en la unidad.
La empresa también afirma que esta arquitectura aprovecha mejor la memoria DRAM del SSD. Una unidad típica puede incluir cerca de 1 GB de DRAM por cada terabyte de flash y dedicar gran parte de ella a mantener un mapa de bloques. Según FADU, FS-SSD utiliza una cantidad similar de DRAM, pero deja libre aproximadamente el 95% para conservar en caché información sobre archivos de uso frecuente.
La integración también podría simplificar la recolección de basura. Como la memoria flash no permite sobrescribir los datos en el mismo lugar, las unidades deben mover la información que sigue vigente antes de borrar bloques completos. En un sistema convencional, tanto el sistema de archivos como el SSD pueden realizar tareas de limpieza, lo que añade trabajo y amplifica las escrituras.
FADU afirma que FS-SSD redujo la amplificación de escritura un 63% frente a F2FS ejecutado en un host convencional. Sin embargo, esa cifra procede de pruebas simuladas con NVMeVirt, una herramienta que imita el funcionamiento de una unidad NVMe, no de mediciones realizadas en un SSD físico. Si se confirma en hardware, una menor amplificación podría traducirse en menos escrituras y menor desgaste de la memoria flash.
## Resultados iniciales y límites de las pruebas
En una prueba preliminar propia, FADU informó de un rendimiento de aproximadamente 460.000 operaciones por segundo en solicitudes remotas de archivos, incluso cuando el servidor se redujo de 16 núcleos a uno. Como comparación, la compañía señaló que un servidor NFS estándar de Linux pasó de alrededor de 150.000 a 40.000 operaciones por segundo al reducir los recursos de CPU.
Estas cifras deben interpretarse con cautela. El SSD de sexta generación se probó en un sistema anfitrión PCIe 5.0, lo que limitó las lecturas secuenciales a cerca de 14,1 GB/s, aproximadamente el máximo de esa conexión. El resultado no demuestra todavía el rendimiento de la unidad en una plataforma PCIe 6.0, donde las velocidades de transferencia pueden ser considerablemente mayores.
El equipo de prueba utilizó procesadores Intel Core i5-13600K, 128 GB de memoria DDR5 y tarjetas de red ConnectX-6 de 100 Gb. El procesador cuenta con 14 núcleos físicos y 20 hilos, por lo que no queda claro si la comparación de FADU se refiere a núcleos o a hilos de ejecución.
La compañía prevé presentar resultados con PCIe 6.0 antes del primer trimestre de 2027. Las muestras para socios, sin embargo, no se esperan hasta el tercer trimestre de ese año.
## Una idea con antecedentes y un reto de estandarización
FADU describe FS-SSD como el primer SSD semántico de archivos, aunque la idea de acercar el sistema de archivos al dispositivo lleva años en desarrollo. El proyecto de investigación DevFS, presentado en 2018, propuso integrar un sistema de archivos de acceso directo dentro de un dispositivo de almacenamiento, pero se evaluó como prototipo emulado.
También existen enfoques que identifican los datos mediante claves en lugar de direcciones de bloques. NVM Express ha estandarizado un conjunto de comandos de clave-valor, y SK hynix ha trabajado en unidades de almacenamiento computacional basadas en ese modelo. FS-SSD se diferencia al ofrecer operaciones de archivos, pero todavía no cuenta con un estándar propio.
FADU no ha presentado un conjunto de comandos semánticos de archivos ante NVM Express ni OCP Storage. Por ahora, los clientes necesitan utilizar el software de la propia compañía, una dependencia que podría dificultar la interoperabilidad y la adopción si no se resuelve mediante estándares o una integración amplia con el ecosistema.
## La visión: almacenamiento sin servidor dedicado
A largo plazo, FADU plantea conectar una caja de unidades flash a través de un conmutador PCIe y utilizar una DPU o una tarjeta de red para gestionar NVMe-oF. En ese diseño, las unidades servirían los archivos directamente, en lugar de depender de software de almacenamiento ejecutado en el host o en los núcleos Arm de una DPU.
La empresa proyecta que un sistema de 16 unidades podría consumir un 42% menos de energía y costar un 57% menos que un servidor de almacenamiento convencional. Por ahora, esas cifras son estimaciones, no resultados medidos. FADU espera presentar un diseño de referencia basado en una DPU de Xsight Labs antes de finales de 2027.
El planteamiento aborda un problema relevante: en cargas de trabajo de IA, reducir la intervención de la CPU puede ser tan importante como aumentar el ancho de banda. Pero la evidencia disponible sigue siendo preliminar: una prueba en una plataforma PCIe 5.0, una cifra de amplificación de escritura obtenida mediante simulación y ahorros proyectados.
Los resultados con PCIe 6.0, la validación en hardware y el avance hacia la estandarización serán decisivos para determinar si FS-SSD puede convertir su propuesta en una alternativa práctica. La idea es clara; ahora FADU tendrá que demostrar que puede gestionar archivos a la velocidad y escala que exige el almacenamiento de IA.
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