Data Center / Storage — April 4, 2017 at 6:54 pm

Flash-ul nu e peste tot

by

Necesitatea unei noi abordări pentru soluțiile de stocare este în creștere, în contextul în care cererea de stocare este concentrată în prezent pe matricele flash (AFA – all-flash arrays). În prezent giganții Dell EMC, HPE, IBM Hitachi, Fujitsu și NetApp oferă AFA alături de noi producători cum sunt Pure Storage, Kaminario, Tintri și Tegile. De asemenea, în timp au existat achiziții între companii, cum este cazul achiziției SolidFire de către NetApp sau a XtremeIO de EMC, dar și companii care nu au reușit să se mențină pe piață datorită arhitecturilor greoaie oferite.

Compania de consultanță Quocirca a realizat un studiu despre producătorii de tehnologii AFA și viitorul stocării flash. O problemă a apărut din start pentru o parte din companii care au considerat că nu este nevoie de o creștere a performanței în sistemele flash, datorită unei diferențe mici de performanță în comparație cu stocarea pe hard disk. Dar, companiile care au avut această abordare au fost puse repede în situația de a regândi strategiile, prin faptul că aceleași probleme au fost puse și în momentul trecerii de la stocarea pe bandă la stocarea pe hard disk.

Compania Violin Memory a încercat să găsească o soluție intermediară prin schimbarea conceptului de ”disk”, realizând o serie de module ” Violin Inline Memory” (VIMM). Soluția a fost una bună și inovativă, dar nu a fost adoptată de producătorii de echipamente (OEM) datorită faptului că nu a putut merge pe drumul standardelor de preț a unităților de 3.5in și 2.5in SSD. Rezultatele au fost de mutare rapidă către soluțiile AFA, performanțele fiind confirmate de cei ce au utilizat primii tehnologia, dar furnizorii au constatat că este dificil să obțină o cantitate rezonabilă de performanță din partea soluțiilor AFA. Astfel, un hard disk normal are o latență de date de aproximativ 40 ms, care odată cu creșterea vitezei acestor soluții a ajuns la 20 ms, o eficiență crescută cu 50%, care este de asemenea combinată cu creșterea performanței de scriere și citire și I/O, mergând la o creștere semnificativă a operațiunilor pe secundă (IOPS).

În cazul AFA, latența merge către microsecunde, o soluție cumpărată având de exemplu o latență de 400µs, o creștere a performanței rar văzută de un administrator de sisteme până la momentul de față.

Apoi, la fel ca în cazul soluțiilor de hard disk, performanța este crescută de evoluția soluțiilor la 200µs, dar în acest caz apar limitările și restricțiile date de posibilitățile de procesare ale celorlalte componente ale serverului, cum ar fi procesorul și viteza de transfer a datelor în exterior. În cazul producătorilor de tehnologii de stocare, creșterea performanței este mai ușoara pentru cei care dezvoltă soluții de hard disk, în timp ce pentru producătorii soluțiilor AFA, schimbările se realizează la nivel de substrat flash, care necesită un nou punct de fabricație a acestor substraturi. De asemenea, cererea pentru sisteme mai rapide rămâne valabilă, în special odată cu evoluția tehnologiei de memorie 3D-Nand, care va ajuta la fabricarea unor soluții de stocare mai dense și cu performanțe ridicate, premisele fiind deja deschise de memoriile Intel/Micron 3D XPoint/Optane.

Limitările date de soluțiile bazate pe hard disk sunt clare, deja iSCSI, Ethernet, Fibre Channel și InfiniBand sunt limitate de viteza de stocare a datelor bine organizate, soluțiile de mare viteză 3D-Nand venind din urmă ca o salvare a situației. Până atunci soluții bazate pe memorie non volatilă utilizată pentru stocare cât mai aproape de procesor, utilizând plăci PCIe, sisteme M.2 sau sloturi DIMM sunt deja utilizate de infrastructurile convergente și hiperconvergente. Primele sisteme au utilizat sloturi PCIe de rezervă pentru instalarea unor plăci dedicate memoriei non volatile (NVM), datele fiind accesate la viteze de sloturi, mai bune decât cele oferite de LAN. Producători precum Intel, OCZ, FusionIO și Texas Memory Systems (TMS) au fost primii dezvoltatori ai acestor soluții. Dar aceste sisteme dezvoltate în prima faza au pus și probleme, de exemplu în cazul unui eșec al serverului, datele stocate în zona PCIe pot fi pierdute. Dezvoltatori de soluții precum Pernixdata (achiziționat de Nutanix în 2016) au încercat să rezolve și această problemă, implementând un software de analiză și diagnostic a eventualelor probleme.

Companiile lucrează pentru optimizarea stocării pentru servere, unele pe zona vitezei de conectare a soluțiilor de stocare, altele pe creșterea efectivă a vitezei și performanței mediilor de stocare. Diablo Tehnologies a dezvoltat o soluție care a dus stocarea pentru servere la limitele sale logice. Compania a dezvoltat DIMM non volatile (NVDIMM), utilizându-le ca stocare adresabilă pe bit, non-persistentă, alegând să ofere cele mai mari viteze de analiză și manipulare a datelor, dar și un sistem expus la erori de stocare. Dar, riscul erorilor poate fi eliminat, arhitectura bazată pe accesul non-uniform la memorie (NUMA) având posibilitatea de a duce la o memorie eficientă, rezistentă și care să asigure răspândirea datelor într-un sistem de servere la viteze mari. O soluție de acest tip dezvoltată pe scară largă nu este departe de a fi pregătită pentru piața largă.

Necesitatea dezvoltării rapide a unor soluții de stocare atât de capacitate cât și de performanță este una mare, în special cu un client important cum este zona cloud. Aici cererea de capacitate de stocare corelată cu o capacitate de analiză și procesare rapidă, este deja o obligativitate pentru serviciile care oferă cloud. Companiile dezvoltatoare lucrează, pașii sunt cei buni, după cum am putut vedea în special din partea Diablo Technologies.