Rynek pamięci masowych zawierających układy flash rozwija się bardzo dynamicznie. Firma analityczna IDC przewiduje np., że obroty na tym rynku wyniosą w 2015 r. co najmniej 4,5 mld USD. Pamięci masowe z układami flash cieszyłyby się oczywiście dużo większym wzięciem, gdy nie jedno ale – są to dalej dość drogie rozwiązania. I tak przechowywanie jednego gigabajta danych w pamięci flash (konkretnie na układach eMLC) kosztuje obecnie przeciętnie ok. 8 USD. Przechowywanie tej samej ilości danych na tradycyjnym nośniku, jakim jest dysk twardy, kosztuje od 60 do 70 centów. Jak widać różnica jest na tyle duża, że dla wielu firm są to dalej zbyt drogie rozwiązania.

Specjaliści twierdzą, że w 2014 r. może nastąpić przełom i pamięci flash potanieją na tyle, że popyt na nie gwałtownie wzrośnie. Będzie to możliwe za sprawą nowej technologii kryjącej się za skrótem MLC. Chodzi o to, że większość układów flash instalowanych obecnie w systemach pamięci masowych to układy typu SLC (Single-Level Cell), czyli takie w których w jednej komórce przechowywany jest jeden bit. Nowsza technologia MLC (Multi-Level Cell) pozwala przechowywać w jednej komórce dwa bity. Jak nietrudno się domyśleć, koszt przechowywania jednego gigabajta danych w układzie flash/MLC jest dużo mniejszy niż w układach flash/SLC.

Jakby tego było mało, na rynku pojawiają się już pierwsze pamięci NAND/flash typu TLC (Triple-Level Cell). Pamięci takie różnią się tym od używanych obecnie powszechnie pamięci typu MLC (Multi-Level Cell), że przechowują w jednej komórce nie dwa, a trzy bity. Pamięci takie stosuje już firma Samsung. Na razie co prawda tylko w dyskach SSD klasy konsumenckiej, ale zapewne już niedługo zostaną one wprowadzone również do dysków SSD klasy „enterprise”.

Największą zaletą pamięci NAND typu TLC jest to, że są tanie. Dlatego producenci komputerów będą się częściej decydować na wstawianie w miejsce tradycyjnych dysków twardych (HDD) dyski SSD zawierające właśnie takie pamięci NAND/flash. Wymienione powyżej technologie (dyski SSD/PCIe oraz pamięci NAND/flash typu TLC) spowodują, że dyski SSD zaczną bardziej zdecydowanie wypierać z naszych komputerów tradycyjne pamięci masowe, czyli dyski twarde oraz dyski hybrydowe (zawierające wirujące talerze oraz bufory NAND/flash).

W opinii specjalistów pamięci masowe flash będą zyskiwać na znaczeniu nie tylko z tego powodu, że same układy NAND/flash pracują coraz szybciej i są z każdym miesiącem tańsze. Równie ważne są inne nowe technologie, które pojawiają się w takich systemach. Chodzi tu np. o interfejsy. Produkowane obecnie dyski SSD – instalowane w macierzach flash – zawierają interfejsy SATA III (Serial ATA). Interfejsy te będą zastępowane – a właściwie są już zastępowane - dużo szybszymi interfejsami PCIe G2 (Generation 2.0).

Dostępne obecnie dyski SSD, zawierające interfejs PCIe G2x2 (Peripheral Component Interconnect Express), pracują szybciej niż dyski SSD wyposażone w interfejs SATA III o ok. 300 MB/s. Wiadomo już, że wkrótce miejsce interfejsów PCIe G2x2 zajmą interfejsy PCIe G2x4. Pracują one jeszcze szybciej, ponieważ zawierają nie dwie, a cztery ścieżki I/O. Dyski SSD wyposażone w taki interfejs mają przepustowość rzędu 2000 MB/s.

Macierze all-flash: co oferuje rynek

Czołowi producenci pamięci masowych zaczęli wprowadzać do swoich ofert macierze wyposażone wyłącznie w pamięci NAND/flash (nazywane potocznie rozwiązaniami typu all-flash) stosunkowo niedawno. Tak naprawdę prawdziwy wysyp takich urządzeń nastąpił w drugiej połowie 2013 r.

Na początku kwietnia br. firma analityczna DCIG opublikowała ranking najlepszych systemów pamięci masowej typu all-flash, jakie są obecnie produkowane na świecie (po przeprowadzeniu specjalistycznych testów). I chociaż nie wszystkie z umieszczonych na tej liście produktów są dostępne w Polsce, to dobrze jest wiedzieć, kto gra teraz pierwsze skrzypce na tym rynku. I tak w pierwszej dziesiątce znalazły się następujące produkty (w kolejności alfabetycznej, a nie według ilości zdobytych punktów: Hitachi Data Systems HUS VM; HP 3PAR StoreServ 7450 Storage; NetApp FAS3250 Series AFA, FAS6290 Series AFA; Nimbus Data Gemini F600; F400; PureStorage FA-400 Series Controller; SolidFire SF9010, SF6010; i Tegile Zebi HA2800.

Na liście tej znalazł się również system pamięci all-flash produkowany przez firmę EMC. Firma ta (a jest to jeden z wiodących producentów systemów pamięci masowych) wprowadziła na rynek swoją pierwszą macierz all-flash w listopadzie 2013 r. To urządzenie oparte na technologii opracowanej przez firmę XtremIO, która została wcześniej (dokładnie w połowie 2012 r.) przejęta przez EMC. Dlatego macierz nosi nazwę XtremIO.

Urządzenie składa się z modułów X-Brick. Każdy moduł ma wysokość 6U i zawiera dwa kontrolery (podstawowy i zapasowy, który wchodzi do akcji w momencie awarii kontrolera podstawowego, przekładając się na dużą niezawodność pracy). Macierz można łatwo rozbudowywać, dodając do niej kolejne moduły X-Brick.

Moduł X-Brick zawiera 256 GB pamięci systemowej oraz dyski SSD. Ogólna pojemność takich dysków może wynosić maks. 10 TB (EMC zapowiada, że jeszcze w tym roku wprowadzi do oferty kolejny model modułu X-Brick, zawierający dyski SSD o ogólnej pojemności 20 TB). Dyski są oparte na pamięciach flash typu eMLC. Średniej wielkości klaster XtremIO może się składać np. z czterech modułów X-Brick i zawierać 1 TB pamięci systemowej oraz pamięć masową SSD o ogólnej pojemności 40 TB.

Moduły X-Brick wchodzące w skład takiego klastra (który oferuje ogólną wydajność ok. 1 mln IOPS) wymieniają między sobą dane za pośrednictwem dwóch połączeń InfiniBand. System obsługuje wszystkie podstawowe mechanizmy stosowane do bezpiecznego przechowywania danych, w tym wspiera technologię deduplikowania danych (realizując to zadanie w trybie in-line).

Należy w tym momencie przypomnieć, że EMC miał już wcześniej w ofercie macierze, w których można instalować prawie same dyski SDD. To systemy pamięci masowej linii VNX, reprezentujące jednak rozwiązanie hybrydowe, a więc nie tak wydajne jak zaprojektowane od podstaw macierze X-Brick, których architektura została od razu zoptymalizowana pod kątem obsługi układów NAND/flash.