Pamięci masowe SSD
-
- Janusz Chustecki,
- 01.05.2005
Na karcie PCI znajduje się typowo do 8 GB pamięci (urządzenia takie mają w swoich ofertach firmy BiTMICRO, Cenatek, Micro Memory i Taejin Infotech), pudełko przypominające dysk twardy może zawierać pamięć o pojemności do 80 GB, a urządzenie do instalowania w szafie wspiera pamięć rzędu setek GB.
Wiodący producenci urządzeń SSD - sklasyfikowani według rodzaju obudowy
Własnym zasilaczem UPS i dyskiem twardym, na którym w razie potrzeby zapisuje dane zgromadzone w pamięci DRAM, dysponuje większość droższych produktów SSD z wyższej półki. Są to najczęściej urządzenia przypominające standardowy dysk twardy. Przykładem jest rozwiązanie SSD MegaRam-35, produkowane przez firmę Imperial Technology (pamięć, dysk, akumulator i interfejs Ultra Wide SCSI, wszystko w obudowie dyskowej 3,5 cala). Urządzenie o pojemności 1 GB kosztuje ok. 10 tys. USD i wykonuje 10 tys. operacji I/O na sekundę.
Urządzenie SSD do instalowania w szafie ma w swojej ofercie firma Platypus (QikDATA). Rozwiązanie (pamięć DDRAM) ma wysokość 1U i może mieć pojemność od 2 do 16 GB. Integralną częścią rozwiązania są dwa dyski twarde, na których system zapisuje dane w przypadku zaniku zasilania. Urządzenie QikDATA z pamięcią SDRAM 2 GB kosztuje ok. 20 tys. USD.
Ciekawe rozwiązanie ma w swojej ofercie firma BiTMICRO. Umieszczony w obudowie dyskowej 3,5 cala E-Disk jest oparty na pamięci błyskowej. Niewielka pamięć RAM pełni w tym urządzeniu tylko rolę bufora (urządzenie jest wyposażone w niewielki akumulator, który w przypadku zaniku zasilania przepisuje szybko dane z pamięci buforowej do pamięci błyskowej). Pamięć błyskowa zainstalowana w urządzeniu ma pojemność 77 GB. Jej wadą jest żywotność, ograniczona do ok. 300 tys. cyklów zapisywania danych. Można ją więc stosować tylko do obsługiwania aplikacji, które nie korzystają bez przerwy z usług pamięci masowej. Urządzenie E-Disk jest dostępne z różnymi interfejsami: SCSI Narrow, SCSI Ultra Wide lub Fibre Channel. Model z pamięcią błyskową 1 GB i interfejsem SCSI Ultra Wide kosztuje ok. 1750 USD.
Współużytkowane urządzenia SSD
Producenci próbują przyspieszać pamięci flash, wbudowując w nie bufory DRAM, pełniące rolę cache. Umieszczony w obudowie 3,5 cala E-Disk firmy BiTMICRO jest wyposażony w niewielki akumulator i w przypadku zaniku zasilania dane z pamięci buforowej są szybko przepisywane do pamięci błyskowej.
Tak jak urządzenia SSD podłączane do serwerów, tak i współużytkowane urządzania SSD/SAN (oparte na pamięciach RAM) są wyposażone w akumulator i dysk twardy. Urządzenia takie są najczęściej zamknięte w obudowie przystosowanej do montowania w szafie.
Urządzenie RamSan-210 (Texas Memory) oferuje dodatkowe rozwiązanie: może zapisywać dane jednocześnie (i w czasie rzeczywistym) do pamięci SDRAM i na jeden z dwóch wewnętrznych dysków (dane są odczytywane tylko z pamięci SDRAM). RamSan-210 obsługuje pamięć o pojemności od 8 do 32 GB (SDRAM) i ma wysokość 2U. Produkt z pamięcią 8 GB (cztery porty Fibre Channel) kosztuje ok. 36 tys. USD.
Jeśli w firmie nie ma sieci SAN, można się zdecydować na urządzenie NAS, dołączane bezpośrednio do sieci IP. Przykładem jest NAS-250 firmy Texas Memory, wyposażone w jeden lub dwa porty Gigabit Ethernet i obsługujące protokoły transportu Server Message Block (SMB) oraz NFS (więc może współpracować z klientami Windows i Unix). Cena urządzenia zaczyna się od 39 tys. USD (8 GB pamięci SDRAM i jeden port Gigabit Ethernet).
Dwa falstarty
W przeszłości spore nadzieje wiązano z dwiema technologiami SSD. Nadzieje te okazały się jednak płonne.
Pierwsza niespełniona obietnica to pamięci EAROM (Electrically Alterable ROM), oparte na azotku krzemu. Technologię tę pod koniec lat 70. promowała firma General Instruments. Po trzech latach okazało się, że cykl życia tych pamięci nie wynosi 10 lat, jak to wcześniej zapowiadano, ale tylko dwa. To zadecydowało o niepowodzeniu tej technologii.
We wczesnych latach 80. sporo zamieszania narobiła nieulotna pamięć bąbelkowa, opracowana przez Intel. Pierwsze egzemplarze tej pamięci miały pojemność 1 Mb. Jednak po jakimś czasie okazało się, że jest to technologia bardzo droga i mało efektywna, więc podzieliła ona los EAROM.
Nowe nadzieje
Specjaliści sądzą, że w najbliższych latach w macierzach SSD mogą się pojawić pamięci oparte na jednej z poniższych technologii:
FRAM (Ferroelectric Random Access Memory), opracowana w 1992 r. przez firmę Ramtron. Do dzisiaj wyprodukowano ponad 100 mln urządzeń opartych na tej technologii. Jest to pamięć nieulotna, pracująca nie tylko szybciej niż pamięć błyskowa, ale też charakteryzująca się dużo dłuższym cyklem życia (przeciętnie 10 mld zapisów; pamięć błyskowa - 1 mln zapisów). Jednak dostępne obecnie urządzenia FRAM oferują 1000 razy mniejsze pojemności niż urządzenia oparte na pamięciach DRAM czy błyskowych.
Pamięci oparte na technologii LCD opracowała firma Dataslide, która twierdzi, że oferują one krótsze czasy dostępu do danych niż produkowane obecnie dyski twarde. W opublikowanym pod koniec 2004 r. raporcie można przeczytać, że są już dostępne prototypowe rozwiązania, w których czas dostępu do danych jest tak krótki, iż odpowiada dyskom twardym, w których talerze kręcą się z szybkością 72 tys. obrotów na minutę. Firma twierdzi, że w przyszłości można będzie budować pamięci LCD pracujące tak szybko jak dysk twardy, w którym talerze wykonują 12 mln obrotów na minutę. Jednak do dzisiaj na rynku nie pojawiła się jeszcze żadna pamięć masowa oparta na tej technologii.
MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), opatentowana przez firmę NVE. Pierwsze pamięci oparte na technologii MRAM (o pojemności 4 Mb) wprowadziła na rynek w trzecim kwartale 2004 r. firma Freescale. Inną firmą produkującą MRAM jest Cypress Semiconductor (pamięci o pojemności 256 Kb).
<hr size=1 noshade>
<hr size=1 noshade>
Istotną cechą pamięci SDD jest większa szybkość przy dostępie losowym niż w przypadku dysków twardych. W szczególności widać to na przykładzie produktów Texas Memory Systems, opartych na dynamicznych pamięciach RAM (DRAM). Liczba operacji na sekundę limitowana jest praktycznie wydajnością HBA i szyn I/O dołączonych serwerów.
Alternatywne pamięci SSD, wykorzystujące zamiast DRAM moduły flash, niestety nie zapewniają już tak dużej wydajności. Producenci (np. BiTMICRO) próbują przyspieszać pamięci flash, wbudowując - niczym cache - bufory oparte na pamięci DRAM. Obecnie pamięci SDD/flash są jeszcze zbyt drogie, aby mogły zagrozić nośnikom magnetycznym czy optycznym.
Są w Polsce pierwsi klienci wdrażający pamięci SSD oparte na modułach DRAM. Na razie to pojedyncze wdrożenia. Wśród zainteresowanych wskazać można największe, ale i średnie firmy, będące typowymi odbiorcami produktów dyskowych StorageTek serii D czy EMC Clariion. Szczególnie interesujące dla średnich ośrodków przetwarzania danych wydają się urządzenia RamSan 120 o pojemności do 8 GB firmy Texas Memory - wraz z wymienionymi macierzami klasy mid-range pozwalają zbudować niedrogie i bardzo wydajne platformy dla najbardziej wymagających baz danych.
Coraz częściej zdarza się również, że firmy zwracają się do nas z prośbą o przeprowadzenie testów z wykorzystaniem produktów z serii RamSan. Ostatnio testy takie przeprowadziliśmy w przedsiębiorstwie z branży medialnej i zakończyły się one sukcesem, choć jeszcze nie wdrożeniem.
Często spotykaną barierą dla zastosowań pamięci SSD jest wysoki koszt tych produktów. Należy go jednak zestawiać z jeszcze droższą pamięcią cache w dużych, monolitycznych macierzach dyskowych (EMC DMX i HDS serii 99xx), a także z żądaniami najwyższej wydajności bez kompromisów. Zdarza się też, że koszt zastosowania pamięci SSD jest znacząco niższy niż koszt przepisywania nieefektywnych aplikacji.
