De verborgen kosten van NVMe: wanneer RAID een investering in opslag vertraagt

El precio del almacenamiento empresarial vuelve a presionar debido a la creciente demanda de SSD de alta capacidad impulsada por la inteligencia artificial y los centros de datos. En este contexto, adquirir unidades NVMe más rápidas no garantiza aprovechar al máximo su rendimiento: el controlador RAID o los recursos de CPU necesarios para gestionar el almacenamiento pueden convertirse en el verdadero cuello de botella del sistema.

Claves del rendimiento NVMe en 20 segundos

  • La demanda de IA mantiene elevados los precios y envíos de SSD empresariales.
  • Los controladores RAID tradicionales pueden limitar el rendimiento cuando se gestionan grandes conjuntos de NVMe.
  • El RAID por software evita ese límite, pero consume recursos de CPU del servidor.
  • Graid propone trasladar parte de ese procesamiento a una GPU dedicada.
  • Las cifras de rendimiento publicadas por la compañía corresponden a sus propias pruebas.

Este aspecto resulta especialmente relevante al dimensionar nuevos servidores. Un SSD empresarial PCIe 4.0 puede alcanzar varios GB/s y cientos de miles o incluso millones de operaciones de entrada/salida por segundo (IOPS). Al instalar 16, 24 o 32 unidades en un sistema, el rendimiento total potencial crece mucho más rápido que en generaciones anteriores basadas en SATA o SAS, para las cuales muchas arquitecturas RAID tradicionales fueron diseñadas.

Además, el coste de equivocarse es mayor. TrendForce indica que la demanda de almacenamiento para servidores sigue siendo fuerte, impulsada por las inversiones en infraestructura de IA y centros de datos. Para el tercer trimestre de 2026, prevé un aumento en los precios contractuales de NAND Flash entre un 10 % y un 15 % respecto al trimestre anterior, aunque con una tasa de incremento menor que en trimestres previos. Los SSD empresariales continúan siendo uno de los segmentos con mayor demanda.

Por eso, conviene analizar qué sucede entre los SSD y las aplicaciones antes de simplemente añadir más unidades.

El RAID diseñado para discos duros no aguanta decenas de NVMe

Durante años, un controlador RAID de hardware resolvía de manera sencilla dos problemas clave.

El servidor asignaba las operaciones de almacenamiento a una tarjeta dedicada. Su procesador calculaba la paridad necesaria en configuraciones como RAID 5 o RAID 6, gestionaba los discos y evitaba que gran parte de esa carga recayera en la CPU principal.

Esta arquitectura tenía sentido cuando cada unidad proporcionaba unos cientos de MB/s.

Pero NVMe ha cambiado las proporciones.

Un solo SSD NVMe moderno puede usar múltiples líneas PCIe y alcanzar varios GB/s. Si agrupamos 24 unidades, el rendimiento agregado teórico puede superar ampliamente los 100 GB/s, dependiendo de los SSD y la plataforma utilizada.

El controlador en frente de ellos debe ser capaz de gestionar semejante volumen de datos.

Graid Technology denomina «storage tax» (impuesto de almacenamiento) a la pérdida de rendimiento o capacidad de procesamiento que ocurre entre las capacidades físicas de los SSD y lo que finalmente perciben las aplicaciones. La expresión, usada por la propia empresa, describe un problema técnico real: cualquier capa intermedia puede convertirse en un cuello de botella a medida que aumenta el rendimiento del almacenamiento.

Según las cifras publicadas por Graid, ciertas configuraciones NVMe gestionadas por controladores RAID tradicionales pueden limitarse a entre el 82 % y el 88 % de la velocidad agregada teórica de las unidades.

Este porcentaje no se puede aplicar de forma general a todos los sistemas RAID de hardware; dependerá del controlador, la interfaz PCIe, nº y modelo de SSD, nivel RAID, tamaño de bloque, patrón de acceso, profundidad de cola y arquitectura del servidor.

Pero la inquietud de fondo persiste: si 24 SSD pueden generar más tráfico del que puede gestionar el controlador, añadir unidades más rápidas deja de ofrecer una mejora proporcional.

El RAID por software cambia el límite en el lugar

Una opción consiste en eliminar el controlador RAID tradicional y gestionar el almacenamiento mediante software.

Linux, por ejemplo, permite hacerlo desde hace años con tecnologías como mdadm. Además, existen sistemas de almacenamiento distribuidos y definidos por software que aplican diferentes enfoques.

La ventaja principal es que desaparece un controlador central que todo el tráfico de almacenamiento debe atravesar.

Pero el trabajo no desaparece: pasa a ejecutarse en las CPUs del servidor.

El coste no se limita solo a procesar operaciones XOR para generar paridad. En sistemas capaces de manejar millones de IOPS, también intervienen colas, interrupciones, notificaciones de finalización, movimientos de datos y operaciones de lectura-modificación-escritura.

Por ejemplo, una pequeña operación de escritura en RAID 5 puede requerir varias operaciones físicas para actualizar datos y paridad.

Graid afirma que, en cargas de trabajo reales, el procesamiento asociado al RAID por software consume entre un 18 % y un 28 % de los núcleos de procesadores AMD EPYC.

De nuevo, se trata de una medición propia de la empresa y no de una regla universal. El uso de CPU variará según la configuración y la carga del sistema.

Desde el punto de vista económico, esta carga adicional impacta en los recursos disponibles para las aplicaciones.

En servidores de virtualización, bases de datos o IA, los núcleos que gestionan almacenamiento dejan de estar disponibles para otros procesos.

Una GPU dedicada al RAID, la tercera vía

Graid propone afrontar esta problemática con SupremeRAID, una arquitectura que emplea una GPU NVIDIA instalada mediante PCIe para descargar parte del procesamiento RAID.

Aunque es poco convencional, ya que las GPU suelen asociarse con gráficos, IA o computación científica, su capacidad para realizar múltiples operaciones en paralelo también puede aprovecharse para tareas relacionadas con almacenamiento.

Los SSD NVMe se conectan directamente a la plataforma PCIe del servidor. La GPU no solo actúa como ruta física de datos, sino que funciona como un procesador dedicado para operaciones RAID.

Graid ofrece varias versiones de SupremeRAID. Su documentación muestra modelos equipados con GPU NVIDIA A2000, T1000 y T400, compatibles con unidades NVMe PCIe de generaciones 3 a 5 y configuraciones de hasta 32 unidades físicas, según la licencia y la plataforma.

El objetivo es aprovechar las ventajas del RAID por software, reduciendo la carga en la CPU.

Las mediciones del fabricante indican que esta arquitectura puede recuperar el porcentaje de CPU consumido por cargas de RAID por software y acercar el rendimiento del almacenamiento a lo que ofrecen los NVMe.

No obstante, antes de realizar inversiones, es aconsejable realizar benchmarks con cargas reales, ya que patrones diversos como bases de datos OLTP, máquinas virtuales, almacenamiento secuencial o entrenamiento de modelos pueden responder de manera distinta.

Incorporar una GPU dedicada también implica costes adicionales: la tarjeta, las licencias, el consumo energético, la ocupación de líneas PCIe, soporte técnico, compatibilidad y complejidad operativa.

El impacto del precio del SSD en el análisis

Este análisis llega en un momento clave para el mercado.

TrendForce señala que la expansión de la infraestructura de IA está sosteniendo una fuerte demanda de SSD empresariales de alta capacidad. Los fabricantes están destinando más capacidad a productos para servidores y centros de datos, mientras que el mercado de consumo muestra una evolución mucho más moderada.

Las últimas estimaciones indican que el mercado de SSD empresariales alcanzó máximos de ingresos en el segundo trimestre de 2026, impulsado por el aumento en envíos y precios.

Esto permite matizar algunas afirmaciones impactantes, como el supuesto «impuesto de almacenamiento».

No hay evidencia suficiente para afirmar que todos los SSD empresariales hayan duplicado su precio en el último año. El comportamiento varía según la capacidad, tecnología NAND, contrato, fabricante y segmento.

Lo que sí muestran los datos actuales es una presión sobre los precios de NAND y almacenamiento empresarial, respaldada por una alta demanda de servidores e infraestructura de IA. TrendForce prevé que, tras un periodo de oferta ajustada en 2026, estas restricciones comiencen a aliviarse gradualmente en la segunda mitad de 2027.

En este escenario, la eficiencia del sistema de almacenamiento resulta clave desde el punto de vista económico.

Si una empresa adquiere 24 SSD de alto rendimiento pero la arquitectura del sistema impide usarlos a pleno rendimiento, agregar unidades adicionales puede ser costoso sin ofrecer mejoras proporcionales.

Por ello, la revisión del sistema debería comenzar con parámetros como líneas PCIe disponibles, topología NUMA, ancho de banda CPU-dispositivo, controlador, nivel RAID, tamaño de bloque, uso de CPU para almacenamiento y comportamiento de las aplicaciones.

Este análisis también ayuda a evitar la situación contraria: una empresa que no necesita más de 10 GB/s no necesariamente obtiene beneficios económicos en tener un sistema capaz de entregar 100 GB/s si no puede aprovecharlo.

El objetivo no consiste en alcanzar el rendimiento máximo teórico del SSD, sino en evitar pagar por rendimiento que la aplicación no requiere o que algún componente intermedio no puede entregar.

De ahí surge la verdadera cuestión del «storage tax»: más que una tecnología concreta, plantea la pregunta de qué porcentaje de la inversión en SSD más rápidos y caros puede realmente ser aprovechado por el servidor.

Preguntas frecuentes

¿Puede un controlador RAID limitar el rendimiento de varios SSD NVMe?

Sí. Cuando el rendimiento total de los SSD supera la capacidad del controlador o de su conexión PCIe, este puede convertirse en un cuello de botella. La magnitud de dicho límite varía según la plataforma y no existe un porcentaje universal aplicable.

¿El RAID por software consume mucha CPU?

Puede requerir recursos considerables en cargas de trabajo muy altas y con RAID de paridad, aunque depende del procesador, nivel RAID, software y patrón de acceso. Las cifras del 18 % al 28 % mencionadas por Graid son resultados de sus propias mediciones.

¿Qué es SupremeRAID?

SupremeRAID es la tecnología propia de Graid que emplea una GPU NVIDIA para descargar parte del procesamiento RAID, reduciendo la carga en las CPUs del servidor.

¿Los precios de los SSD empresariales aumentan por la IA?

El crecimiento de la infraestructura de IA y centros de datos continúa impulsando la demanda de SSD de alta capacidad, presionando los precios de NAND. TrendForce prevé nuevas subidas durante 2026, aunque con variaciones según producto y segmento.

Fuente: storage newsletter

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