Warum pNFS v4.2 zum Enabler für Hochleistungs-KI wird

Floyd Christofferson
7. Juli
3 Min. Lesezeit

Warum Speicherlösungen für KI plötzlich so wichtig sind

Künstliche Intelligenz (KI) und Deep Learning (DL) verändern aktuell viele Branchen – von der Industrie über Forschung bis zur Medizin. Ein gemeinsames Problem vieler KI-Projekte: Sie müssen riesige Datenmengen verarbeiten, und das möglichst schnell und zuverlässig. Besonders anspruchsvoll wird es, wenn diese Daten unstrukturiert sind – also nicht in klassischen Tabellen vorliegen, sondern z. B. in Bildern, Textdokumenten oder Sensordaten.

Hier kommt das Parallel Network File System (pNFS) Version 4.2 ins Spiel – eine Weiterentwicklung eines etablierten Speicherprotokolls, das bislang eher in klassischen IT-Umgebungen genutzt wurde.

Diese neue Version bietet genau das, was KI-Anwendungen heute brauchen:

schnellen Zugriff auf Daten
Skalierbarkeit für grosse Datenmengen
kompatibel mit bestehender IT-Infrastruktur

Abstrakte Visualisierung eines digitalen Datenstroms in Blau- und Türkistönen. Leuchtende Linien verlaufen horizontal durch das Bild und symbolisieren parallele Datenverarbeitung und Netzwerkverkehr. — Visualisierung paralleler Datenströme – pNFS v4.2 ermöglicht schnellen Zugriff und effiziente Skalierung für datenintensive KI-Workloads.

Laut Fortune Business Insights soll der globale Markt für High Performance Computing von 54,39 Milliarden USD im Jahr 2024 auf 109,99 Milliarden USD im Jahr 2032 anwachsen – also eine Verdopplung in weniger als zehn Jahren. Dieses Wachstum zeigt deutlich: Wer künftig KI- und Datenanwendungen performant betreiben will, braucht skalierbare, offene Infrastrukturen – wie sie pNFS v4.2 bietet.

Begriff erklärt: Was ist überhaupt pNFS?

NFS (Network File System) ist ein offenes Protokoll, mit dem Computer über ein Netzwerk auf gemeinsame Dateien zugreifen können – ähnlich wie bei einer gemeinsam genutzten Festplatte.

pNFS (Parallel NFS) ist die moderne Weiterentwicklung.Anstatt alle Datenanfragen über einen einzigen Server zu schleusen (was langsam und fehleranfällig ist), können mehrere Server gleichzeitig angesprochen werden. Das spart Zeit, verhindert Engpässe und erhöht die Zuverlässigkeit.

Version 4.2 von pNFS bringt zusätzliche Vorteile – etwa bei der intelligenten Verteilung der Daten (Flex Files) und beim effizienten Umgang mit Metadaten (den „Infos über die Datei“, z. B. Name, Ort, Erstellungsdatum).

Warum ist das relevant für KI-Anwendungen?

Viele klassische NAS- und Dateisysteme geraten bei KI-Workloads schnell an ihre Grenzen. Die folgenden Probleme treten häufig auf – pNFS v4.2 adressiert sie gezielt:

Typisches Problem	Lösung mit pNFS v4.2
Daten- und Metadaten laufen über denselben Pfad → Staugefahr	Trennung der Zugriffswege → Weniger Latenz, mehr Geschwindigkeit
Viele kleine Dateioperationen (z. B. bei KI-Training) überlasten das System	Client-seitiges Caching → Reduktion von Metadatenverkehr um bis zu 80 %
Einzelne Netzwerkverbindung limitiert den Datendurchsatz	N-Connect → Mehrere TCP-Verbindungen pro Zugriff → Höhere Leistung & Stabilität
Proprietäre Speicherlösungen sind teuer und unflexibel	Offenes Protokoll → Funktioniert mit vorhandener NAS-Infrastruktur
Statische Datenverteilung bremst dynamische Prozesse	Flex Files → Datenverteilung per Striping, Spiegelung, künftig auch Erasure Coding

Einfach erklärt: Die fünf grössten Vorteile von pNFS v4.2

1. Schneller arbeiten durch parallelen Zugriff

Statt über einen zentralen Punkt auf Daten zuzugreifen (wie bei einer alten Wasserleitung mit nur einem Hahn), können mehrere Kanäle gleichzeitig genutzt werden – das erhöht den Durchsatz.

2. Weniger Datenstau

Metadaten (Infos über Dateien) müssen nicht ständig erneut abgefragt werden – der Computer merkt sich vieles lokal, was den Datenverkehr reduziert.

3. Mehr Bandbreite

Mit „N-Connect“ werden mehrere Netzwerkverbindungen pro Zugriff ermöglicht. Das ist wie mehrere Autobahnen statt nur einer Landstrasse – ideal für datenintensive Aufgaben.

4. Einfache Integration

Keine Spezialhardware nötig. pNFS funktioniert mit Systemen, die NFSv3 unterstützen – also mit den meisten gängigen NAS-Geräten.

5. Flexibilität für moderne Workloads

KI-Pipelines sind dynamisch. Mit Flex Files lassen sich Daten flexibel verteilen – ob zur Sicherheit (Spiegelung) oder zur Performance (Striping).

Für wen lohnt sich pNFS v4.2?

Besonders spannend ist pNFS v4.2 für:

Unternehmen mit wachsendem Datenvolumen
Forschungseinrichtungen mit KI-Projekten
IT-Teams, die bestehende Speicherressourcen effizienter nutzen wollen
Organisationen mit mehreren Standorten oder verteilten Rechenzentren

Vorteile auf einen Blick:

Performance ohne neue Hardware
Offener Standard statt Anbieterbindung
Kompatibel mit bestehenden Systemen
Skalierbar bis in den Petabyte-Bereich
Ideal für Linux-Umgebungen

Fazit: Ein modernes Speicherprotokoll für datengetriebene Innovation

pNFS v4.2 ist mehr als eine technische Weiterentwicklung – es ist eine Brücke zwischen klassischer IT-Infrastruktur und moderner KI-Nutzung. Wer grosse Datenmengen verarbeiten will, ohne gleich das komplette Rechenzentrum umbauen zu müssen, sollte diese Lösung prüfen.

Für vertiefte technische Details und Anwendungsbeispiele findest du im Hammerspace Whitepaper (extern) eine umfassende Analyse.

Über den Autor

Floyd Christofferson ist VP of Product Marketing bei Hammerspace. Er beschäftigt sich seit vielen Jahren mit Speicherarchitekturen, Datenmanagement und der Entwicklung offener Infrastrukturstandards. Seine Schwerpunkte liegen auf skalierbaren Lösungen für datenintensive Workloads, insbesondere im Bereich KI und Forschung.