整合Arm處理器與SSD，NGD運算型儲存系統加速大數據應用

長期以來，固態硬碟（SSD）本身只是單純提供儲存資料的應用，即使在軟體定義儲存或超融合基礎架構當中，依然如此，不過，隨著中央處理器（CPU）技術的突發猛進，有些廠商開始把腦筋動到SSD與CPU的直接搭配，而發展出所謂的運算型儲存裝置（Computational Storage Device）。

基於這樣的架構，計算的工作負載可從伺服器端卸載到儲存裝置端，就近完成相關的資料處理作業，而不需大費周章在伺服器和儲存裝置之間往返。因此，就能順勢提升當前流行的多種大數據應用系統效能，像是人工智慧、機器學習，同時，運算型儲存技術的應用，也有助於本機的身分認證與加密作業，以及執行的容器化應用程式。

這是NGD Systems公司目前提供的運算型儲存解決方案，Catalina-2 SSD是最早主打的產品（2018年5月），在外型上，可使用2.5吋U.2和PCIe介面卡等兩種形式；到了2018年8月，他們發表了新一代產品「Newport」，可額外提供EDSFF（E1.S）、M.2等形式。
而在Newport平臺當中，NGD Systems也整合了14奈米製程的NVMe控制器，可搭配SLC、MLC、TLC、QLC等類型的快閃記憶體，最大可支援256TB的原生儲存容量。
就運算架構而言，NGD Systems的SSD搭配了4核心的64位元Arm處理器，能運用硬體加速的機制，並可執行Docker container的輕量虛擬化應用。

先前NGD Systems發布的部分，是名為Catalina-2（Cat-2）的NVMe SSD，在2017年上半推出，屬於FPGA版的SSD。這款儲存裝置最大可提供16TB的容量，有2.5吋U.2和PCIe介面卡等兩種外型的選擇，本身也配備了64位元的4核心 Arm處理器Cortex A53、ARM Neon DSP 協同處理器，可支援位於SSD之外的8GB記憶體，以FPGA的形式呼應NGD所謂的運算型儲存架構。

除了特殊的硬體規格，能同時具備儲存空間、CPU運算能力與硬體加速機制，Cat-2最大的特色是提供可程式化的應用程式執行環境，當中整合了In-Situ Processing技術，透過NGD Systems提供的API與程式庫，能把伺服器端的運算負載搬移到儲存裝置端執行。

NGD Systems運算型儲存系統的最大賣點，就是希望能將原本要仰賴處理器處理的工作負載，可卸載到具有運算能力的固態硬碟上執行，進而在資料存取的作業上，獲得低延遲與高頻寬的成效。

這樣的架構，需仰賴NGD Systems提供的運算型SSD，讓資料的處理和硬體加速的機制，能夠就近在儲存裝置端進行，無需大費周章將資料取出，傳送至主機端處理，之後，再將資料傳回儲存裝置端，期盼能藉此將相關運算的負載從主機端（中央處理器）卸下，而能在儲存裝置端平行處理，進而加速大數據的分析，以及各種人工智慧相關的資料處理作業。

開發人員可透過NGD提供的軟體平臺（SDK），讓應用程式和SSD透過NVMe或PCIe的協定來溝通、進行簡易擴充，而且，可從中調整軟體內容，無需大幅修改主機端代理程式的部份，對於系統核心的更新與混合使用硬碟的部份，也能選擇啟用或關閉。

圖中是In-Situ Processing軟體平臺在主機端與固態硬碟之間的運作架構，兩者之間的溝通是透過PCIe/NVMe，不需經由其他通訊協定或介面，而在主機端的部份，不需要搭配複雜的元件，僅有代理程式的程式庫（Host Agent Library），以及針對特定作業系統提供的圖形使用介面或命令列介面，至於應用程式的部份，企業需要進行小幅修改來搭配Host Agent Library，但不需要更新作業系統核心。

這是NGD固態硬碟的軟硬體組成元件，底層是固態儲存控制器與即時處理器，對應快閃記憶體的微型程式碼、管理機制、資料傳輸。
運算型儲存的部份，也搭配中央處理器、協同處理器與硬體加速晶片，可執行主機或硬碟管理程式、容器應用程式，以及從主機端遷移過來執行的應用程式。

產品資訊

NGD Systems Catalina-2
●建議售價：廠商未提供
●容量：8TB、16TB、32TB
●外型：2.5吋U.2或PCIe卡
●採用快閃記憶體類型：3D TLC
●讀寫速度：循序為250MB/s與220 MB/s，隨機為3.5萬IOPS與2.4萬IOPS
●使用介面：PCIe 3.0 x4、NVMe 1.3
●保固期間：3年

【註：規格與價格由廠商提供，因時有異動，正確資訊請洽廠商】