SSD - superszybkie, ale nie zawsze opłacalne

Twarde dyski coraz częściej stanowią wąskie gardło w systemach IT. Jednocześnie obserwujemy spadek cen pamięci flash. Dlatego w centrach danych zaczynają pojawiać się półprzewodnikowe nośniki SSD, zwiększające wydajność aplikacji czy niezawodność. Jednak koszty inwestycyjne są wciąż wysokie, a nie w każdym zastosowaniu ta technologia wypada lepiej niż HDD. Dlatego należy z rozwagą podchodzić do każdego wdrożenia.

Dyski twarde w ciągu ostatnich dekad stały się wszechobecne, ale ich rola spada. Owszem, wciąż obserwujemy, że jest jeszcze przestrzeń do rozwoju technologii HDD i nie chodzi wcale o większe pojemności czy szybkość transferu, ale całkiem nowe rozwiązania. Przykładem są dyski Ultrastar HE 6 o pojemności 6 TB firmy HGST. Powietrze zastąpiono w nich helem, co według producenta pozwoliło osiągnąć 50-procentowy wzrost pojemności (dysk ma 7 talerzy), przy jednoczesnym ograniczeniu poboru prądu o 23 % i zmniejszeniu wagi o 40 %.

Mimo takich nowinek architektura chmurowa i narastająca fala danych płynących z urządzeń mobilnych w połączeniu z coraz szybszymi i pojemniejszymi nośnikami SSD sprawiają, że dyski twarde postrzega się jako technologię odchodzącą w przeszłość. Z jednej strony wymagania dotyczące bardzo szybkiego dostarczania danych w środowiskach chmurowych stawiają technologię SSD jako kandydata do budowania korporacyjnych macierzy. Z drugiej strony, nośniki flash są bardzo przydatnym dodatkiem do klasycznych dysków twardych. Taki tandem pozwala na budowanie bardzo skalowalnych rozwiązań macierzowych. Wprowadzenie technologii Solid-State umożliwia wyposażenia macierzy w bardzo szybki cache czy mechanizmy typu data off-load. Daje to organizacjom nieosiągalne dotychczas możliwości w zakresie tworzenia wielowarstwowych środowisk, którego mogą być automatycznie dostosowywane do bieżących wymagań wydajnościowych i pojemnościowych.

Zobacz również:

  • Nowa era w pojemności dysków twardych

Niewielka część przedsiębiorstw, które będą analizować duże zbiory danych (Big Data), będzie wymagać pełnej dostępności do najszybszych rozwiązań. Jednak z reguły organizacje, które optują za rozwiązaniami SSD, przeinwestują, ponieważ nie będą w stanie w pełni wykorzystywać możliwości tych nośników.

Dane nie są takie same

Błędem, który popełniają orędownicy SSD jest założenie, że wszystkie dane są takie same. Owszem, obecny przyrost ilości danych jest generowany głównie w procesach obsługi usług internetowych i transakcyjnych, ale nie jest to pełen obraz współczesnego środowiska danych. Świetnym przykładem nierówności między zbiorami danych jest cyfrowy monitoring wideo. W agencjach rządowych, urzędach, bankach czy biurach 24 godziny na dobę rejestruje się obraz z newralgicznych miejsc, co generuje popyt na duże przestrzenie dyskowe, nawet przy stosowaniu kompresji, deduplikacji i innych technik ograniczających ilość danych. Jeśli już średniej wielkość organizacja potrafi wygenerować petabajt nagrań z monitoringu, nie ma mowy o zastosowaniu tutaj nośników SSD czy przechowywaniu w chmurze publicznej. Dlatego przed inwestycją w macierz SSD należy sobie odpowiedzieć na pytane, czy kilkudziesięciokrotny wzrost wydajności przyniesie skalę korzyści uzasadniającą duże nakłady inwestycyjne.

Dobra wiadomość jest taka, że zróżnicowanie nośników i stały napływ nowych, zintegrowanych platform dyskowych łączących różne techniki przechowywania danych daje organizacjom duże pole do manewru w zakresie optymalizacji ich środowiska pamięci masowych.

Cztery scenariusze

Flash jako pamięć masowa może być zastosowana nie tylko w macierzach. Architekci systemów przechowywania danych wymyślili różne sposoby na zwiększenie wydajności aplikacji poprzez implementację tej technologii. Warto je zrozumieć, aby móc samodzielnie ocenić poszczególne opcje.

Pomijając specyficzne rozwiązania, jak IBM FlashSystem, nośniki flash występują w trzech podstawowych formach:

  • nośniki SSD - kształtem obudowy przypominają twardy dysk, ale wewnątrz nie ma ruchomych części. SDD emuluje działanie HDD, co pozwala łatwo włączyć ten rodzaj pamięci masowej do istniejących systemów serwerowych i macierzowych, bez stosowania specjalistycznych sterowników.
  • karty PCIe - montowane w standardowych gniazdach w serwerach bądź macierzach czy kontrolerach macierzowych. Emulują zachowanie tradycyjnych kart pamięci, wykorzystując sterownik cache urządzenia.
  • PCIe jako SSD - aby skomplikować sytuację, niektóre karty PCIe emulują napędy SSD. Poza kwestią ceny i nietypowego formatu to podejście powoduje też inne implikacje, jak dostępność kart typu hot-swap.

Jest kilka sposobów wykorzystania tych „klocków” w serwerach i macierzach. Wybrane podejście determinuje, gdzie w infrastrukturze zostanie wykorzystana pamięć flash i jakie korzyści przyniesie aplikacjom. Są cztery sposoby umiejscowienia pamięci flash.

SSD - superszybkie, ale nie zawsze opłacalne

Flash jako cache w serwerze

W tym scenariuszu flash jest podłączony do korporacyjnego systemu przechowywania danych jako pamięć cache przechowująca aktywne dane blisko procesorów serwerowych. Wymaga to zaawansowanego oprogramowania pamięci cache, ale pozwala przekształcić nośniki SSD bądź karty PCIe w rozszerzenie pamięci cache. Przykładowo, takie rozwiązanie może służyć do obsługi krytycznych aplikacji, które charakteryzują okazjonalnymi, nieprzewidywalnymi wzrostami obciążenia, np. systemy transakcyjne OLTP czy rozwiązania do analityki danych. Wprawdzie w ten sposób uzyskuje się najszybszy dostęp do danych w pamięci cache, ale wiąże się to jednocześnie z koniecznością dodatkowego zarządzania serwerem.

Flash jako cache w macierzy

Zamiast montować pamięć flash w serwerze, można ją podłączyć bezpośrednio do macierzy i jednocześnie zainstalować oprogramowanie do tieringu. Takie podejście wprowadza dodatkową warstwę pamięci masowej, do której zostaną automatycznie przeniesione z dysków twardych najczęściej używane dane. Jest to świetny sposób na zwiększenie szybkości odczytu danych przez wszystkie serwery mające dostęp do macierzy dyskowej. Wprawdzie opóźnienia będą większe niż w przypadku użycia pamięci flash w serwerze, ale za to nie będzie problemu z czyszczeniem pamięci podręcznej w momencie restartu serwera.

Ta metoda przyspiesza odczyt, natomiast zapis może być wolniejszy niż na dyskach HDD, ponieważ zapisywanie na nośnikach flash wymaga przeprowadzenie mało wydajnego cyklu kasowania. Należy też zwrócić uwagę na dobranie odpowiedniej wielkości nośnika flash, w przeciwnym razie może się on szybko zapełnić.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200