Pamięć nieulotna - technologia jutra

Należy tu zwrócić uwagę, że w centrach danych dyski SSD są obecnie wykorzystywane głównie w serwerach lub pamięciach masowych obsługujących systemy transakcyjne OLTP (OnLine Transaction Processing) lub duże farmy serwerów VDI (Virtual Desktop Infrastucture). W systemach takich generowana jest bowiem ogromna liczba przypadkowych i małych, pod względem objętości danych, zapytań i operacji zapisu lub odczytu. Zastosowanie pamięci półprzewodnikowych może być efektywną metodą uzyskania wymaganych parametrów wydajności.

Na przykład w przypadku bazy danych o pojemności 1 TB, która ma obsługiwać 10 tys. transakcji na sekundę system powinien być wyposażony w około 60 dysków SAS lub FC o prędkości obrotowej 15 000 obr./min. Przy standardowej pojemności dysków wynoszącej 300 GB, pamięć masowa ma wówczas całkowitą pojemność 18 TB, a więc znacznie przekraczającą wymagania bazy danych. W takim przypadku zastosowanie pamięci półprzewodnikowych może być ekonomicznie uzasadnione, a dodatkowo przynieść istotną oszczędność w zużyciu energii i przestrzeni wykorzystywanej przez centrum danych.

W większości systemów IT nie ma jednak tak dużych wymagań na wydajność. Dlatego warto przeanalizować rzeczywiste wymagania aplikacji i zastosować dyski SSD tylko tam, gdzie przynosi to realną korzyść.

Kolejne generacje pamięci nieulotnych

Choć obecnie dyski SSD i karty pamięci flash NAND są najbardziej popularnym typem pamięci NVM (Non-Volatile Memory), technologia układów flash ma ograniczenia i w perspektywie kilkunastu lat najprawdopodobniej zacznie znikać z rynku.

Pamięci flash NAND są obecnie wytwarzane w 20-40-nanometrowym procesie produkcyjnym. Zwiększanie gęstości upakowania komórek pamięci pozwala na wzrost pojemności układów scalonych, ale jednocześnie zwiększa liczbę wadliwych elementów oraz poziom błędów zapisu. Są one korygowane sprzętowo, wadliwe lub powodujące błędy elementy pamięci są eliminowane i zastępowane przez zapasowe komórki układu. Obecnie producenci zostawiają w układach flash NAND nawet do 7% fizycznej pojemności jako obszar zapasowy.

Zdaniem niektórych ekspertów, 10-nanometrowy proces produkcyjny układów NAND flash będzie granicą, której przekroczenie będzie bardzo trudne lub nawet niemożliwe. W praktyce oznaczać to będzie koniec dalszego rozwoju tej technologii.

Ale organizacja SNIA (Storage Networking Industry Association) przewiduje, że za 3-5 lat na rynku pojawią się układy pamięci NVM nowej generacji, które będą mogły zastąpić nie tylko układy flash i klasyczne dyski, ale również pamięci DRAM.

Pamięć nieulotna - technologia jutra

Karta PCIe Drive2 Duo firmy Fusion-io

"Obecnie jest rozwijanych wiele technologii, które za kilka lat mogą się stać realną alternatywą dla flash NAND. Można tu wymienić m.in. Memristor, ReRam, Racetrack Memory, Graphene Memory i Phase-Change Memory" - mówi Jim Pappas, członek komitetu technicznego SNIA i dyrektor ds. rozwoju technologii w Intel Data Center Group. "Pojawienie się nowej generacji układów NVM będzie miało ogromny wpływ nie tylko na rynek pamięci masowych, ale również architekturę komputerów" - uważa Jim Pappas. Bo pamięci te spowodują, że układy DRAM staną się zbędne.

Chociaż nowe generacje pamięci NVM pojawią się na rynku najwcześniej za kilka lat, a ich popularyzacja zajmie nawet kilkanaście lat, już obecnie SNIA podjęła próbę przygotowania standardów ułatwiających ich wykorzystanie.

Powołany przez SNIA w lipcu 2012 roku komitet NVM Programming Technical Group opracowuje trzy specyfikacje. Pierwsza dotyczy systemów operacyjnych, które powinny kontrolować parametry pamięci masowej i automatycznie wykorzystywać jej wydajność. Druga ma zapewnić aplikacjom bezpośredni dostęp do NVM, a trzecia określić standard pozwalający na wykorzystanie NVM jako pamięci systemowej. "Oznacza to, że układy NVM nie będą traktowane jako zewnętrzna pamięć masowa dostępna za pośrednictwem zewnętrznych interfejsów I/O" - mówi Jim Pappas. Wśród firm wspierających tę inicjatywę można wymienić: IBM, Dell, EMC, HP, NetApp, Fujitsu, QLogic, Symantec, Oracle i VMware.


TOP 200