Сколько флэш-памяти изменит корпоративное хранилище?

Флэш-память уже оказала огромное влияние на потребительские устройства - от смартфонов до бытовой электроники, твердотельных накопителей (SSD) в элегантных ноутбуках - и бизнес-приложений. Но когда я присутствовал на ежегодной конференции Storage Visions пару недель назад, меня снова поразило, сколько флэш-памяти используется в корпоративных системах и каков потенциал будущего использования в будущем.

Несколько лет назад на предприятии существовала большая устойчивость к флэш-памяти из-за опасений по поводу ее надежности и долговечности, особенно при использовании флэш-памяти потребительского уровня (многоуровневая ячейка или MLC). Вот почему на начальном этапе корпоративных продуктов флэш-памяти использовалась однослойная флэш-память SLC, которая является дорогой и доступна только в ограниченных количествах. Оказывается, с правильными контроллерами и программным обеспечением даже флэш-память MLC обеспечивает достаточную выносливость для большинства корпоративных приложений. В отличие от жестких дисков, которые, как правило, выходят из строя случайным образом, флеш-память со временем имеет тенденцию к ухудшению в предсказуемом порядке. Переход от дорогого SLC к MLC позволил предприятиям использовать гораздо больше флэш-памяти.

Действительно, в этот момент подавляющее большинство предприятий используют флэш-память в одной или нескольких точках в своих центрах обработки данных. Каждый крупный поставщик массивов хранения обычно продает системы с несколькими процентами хранилища, состоящими из флэш-накопителей на основе флэш-памяти, используемых в кэш-памяти и в качестве самого низкого уровня хранилища. Большинство из них теперь также предлагают массивы с полностью флэш-памятью, следуя по стопам таких пионеров, как Pure Storage.

Pure Storage предлагает полностью флэш-массивы, которые, по его словам, могут стоить дешевле, чем традиционные вращающиеся диски, потому что они обеспечивают сокращение данных - на лету, сжатие данных - а также повышенную скорость. В частности, компания указывает на успехи с базами данных малого и среднего размера, виртуальными машинами и виртуальными рабочими столами (VDI). Я знаю несколько компаний, которые были весьма успешны в таких развертываниях, в таких приложениях, как VDI или высокочастотная торговля.

Кроме того, теперь мы видим больше флэш-памяти на серверах, первоначально на решениях PCIe. Это место, где такие компании, как Fusion-io и Violin Memory, изначально оставили свой след, и мы видим, что это намного больше мест.

Совсем недавно я видел решения, которые подключают флэш-память напрямую к каналу DIMM, традиционно используемому поставщиками DRAM. Пионерами здесь являются Diablo Technologies с архитектурой MCS (Storage Channel Storage) и такие продукты, как ArxCis от Viking Memory и ULLtraDIMM от SanDisk. Сейчас это используется в некоторых системах от IBM, и я ожидаю увидеть это в будущем.

Что меня больше всего поразило, так это то, что в настоящее время появляется все больше и больше приложений, которые могут использоваться во всех средах флэш-памяти. Действительно, один из ключевых моментов на выставке был назван «Включение центра обработки данных всех флэш-памяти», который дал Джон Скарамуззо, генеральный менеджер SanDisk Enterprise Storage Solutions. (Ранее он был президентом SMART Storage, который был приобретен SanDisk и использовал большую часть технологии, которая стала ULLtraDIMM.)

В этой презентации Scaramuzzo рассказал о том, как такие приложения, как виртуализация, облачные вычисления и вычисления в памяти, поддерживают сценарии с полной флэш-памятью. Фактически он утверждал, что уровень 0 уже стал в значительной степени флэш-памятью, и флэш-память также становится большей частью приложений уровня 1. Для меня это имеет большой смысл - я слышал, что многие компании объясняют, что в виртуальных средах потребность в большом количестве операций ввода-вывода в секунду (IOPS) делает флэш-память очень привлекательной. Это особенно актуально в приложениях для виртуальных рабочих столов, поскольку вы можете разместить гораздо больше сеансов VDI для каждого сервера, и при этом не будет проблем, когда одновременно подключается большое количество пользователей.

Что еще больше выделялось, так это его вера в то, что вспышка теперь имеет больше смысла в приложениях уровня 2, что обусловлено повышением требований к плотности, мощности и охлаждению твердотельных накопителей, особенно если смотреть на них с помощью объектива с общей стоимостью владения (TCO). Несмотря на то, что исходная стоимость одного бита флэш-памяти выше, он предположил, что снижение затрат на поддержку, снижение энергопотребления и охлаждения, уменьшение занимаемой площади и занимаемой площади, а также необходимость в меньшем количестве массивов дают более веские основания для использования флэш-памяти в центре обработки данных. По словам Скарамуззо, по мере того, как стоимость флэш-памяти продолжает снижаться, а емкости увеличиваются, «All Flash Data Center» становится более достижимым.

Он рассказал о том, что в настоящее время существуют 2, 5-дюймовые твердотельные накопители форм-фактора с объемом памяти 2 ТБ, способные обеспечить более 100 000 операций ввода-вывода в секунду, и сказал, что движение к производству флэш-памяти 3D NAND показывает, как это может масштабироваться до 64 ТБ или даже выше в течение следующих нескольких лет. все без потери производительности. Он сказал, что это позволило твердотельным накопителям справиться с плотностью жестких дисков, при этом предлагая большую скорость, меньшую мощность и меньшее охлаждение. Год назад, по его словам, математика для выполнения этой работы на основе TCO была невозможна, но теперь это возможно. Он даже видел приложения уровня 3, такие как архивирование, которые можно было перенести во флэш-память, заявив, что в течение следующих трех-пяти лет возможен переход. Это концепция, о которой я больше всего слышал от крупнейших поставщиков гипермасштабного облака.

Это интересное видение, которое я действительно раньше не слышал в качестве корпоративного решения - отчасти потому, что для каждого бита флеш-память все еще намного дороже, чем жесткие диски; и потому что общая емкость производителей флэш-накопителей намного меньше, чем производителей жестких дисков.

Действительно, в беседах с поставщиками жестких дисков, такими как Seagate, я постоянно слышу о том, как жесткие диски также улучшают свою плотность (если не скорость), и насколько емкость индустрии жестких дисков намного больше, а также преимущества гибридных диски (которые Seagate называет SSHD), которые сочетают в себе флэш-память и жесткий диск.

Кроме того, в настоящее время существуют гибридные решения на стороне массива хранения, которые предлагают такие функции, как дедупликация и сжатие в массивах, состоящих из флэш-памяти и жестких дисков, как впервые разработано такими компаниями, как Nimble Storage, Tegile и Tintri.

Эти гибридные решения обычно имеют более низкую начальную цену, чем полностью флеш-решения. Похоже, что существуют типы приложений, в которых целесообразно использовать флэш-память (обычно это те, где сжатие на лету работает и где требуется много операций ввода-вывода в секунду, включая базы данных среднего размера), и другие, где это не требуется. 't (например, очень большие базы данных или базы данных с большим количеством изображений или видео, которые уже сжаты).

Джо Унсворт, вице-президент Gartner Research по NAND Flash и твердотельным накопителям, отмечает, что твердотельные массивы растут очень быстро, но все еще являются относительно небольшой частью рынка и, вероятно, останутся такими в обозримом будущем. Действительно, он видит, что рынок этих флэш-массивов вырастет с 782 млн. Долл. США в 2013 году до 3, 6 млрд. Долл. США в 2017 году. Но он отмечает, что даже тогда это будет всего 10 процентов от общего рынка массивов хранения.

Просто учитывая экономику, мне кажется, что жесткие диски будут большой частью хранилища - почти наверняка большинство битов - еще долго. Но я, конечно, вижу, где flash сделает некоторые приложения не только быстрее, но и более доступными.