В IBM DS8000 Enterprise Disk Array используются твердотельные диски

Флэш-память отличается от жесткого диска меньшим временем задержки при выполнении операций чтения, поскольку для получения доступа к очередной порции информации не нужно ждать, пока диск провернется. Твердотельные диски и флэш-карты с интерфейсом PCI Express позволяют считывать данные из любой ячейки хранения менее чем за миллисекунду, в то время как жесткий диск затрачивает на это несколько миллисекунд. Возможно, в масштабах отдельного предприятия это не так заметно, но сулит весьма существенные преимущества в масштабах общего облака, когда один поставщик услуг одновременно удовлетворяет запросы нескольких сотен тысяч клиентов.

Хотя для повсеместного распространения флэш-технологиям необходимо преодолеть еще немало барьеров, некоторые компании, специализирующиеся на предоставлении Web-услуг, уже сегодня считают их самым многообещающим решением с точки зрения дальнейшего развития ИТ-инфраструктуры.

"За последние 20 лет вращающиеся диски не стали принципиально быстрее, и сегодня мы стоим на пороге перехода к флэш-технологии", -- заявил на конференции Structure, проходившей в июне в Сан-Франциско, вице-президент социальной сети MySpace по техническим операциям Ричард Бакингем.

Высокие оценки флэш-памяти поставили на конференции и представители конкурирующей с MySpace социальной сети Facebook. "Флэш-память окажет весьма ощутимое воздействие не только на системы хранения, но и на инфраструктуру в целом, -- подчеркнул вице-президент Facebook по техническим операциям Джонатан Хейлигер. -- Думаю, что эффект от ее внедрения будет не менее заметен, чем при переходе от одноядерных процессоров к многоядерным".

Internet-компании рассчитывают использовать флэш-память по-разному, но во всех случаях определяющую роль играют масштабы внедрения. "Это тот фактор, который отличает крупных поставщиков Internet-услуг от всех прочих предприятий и который помогает им добиться коренного перелома, -- полагает Эндрю Рейхман, аналитик Forrester Research. -- Твердотельные диски и карты флэш-памяти занимают меньше места и потребляют меньше электроэнергии по сравнению с жесткими дисками, не говоря уже о том, что они быстрее. А центры обработки данных компаний, обслуживающих облака, настолько велики, что эти преимущества сразу становятся заметны.

Твердотельные системы хранения уже достаточно долгое время находят применение в центрах обработки данных, предъявляющих высокие требования к параметрам задержки. "Начиная с 90-х годов прошлого века, финансовые и некоторые другие компании для ускорения доступа хранили большие объемы операционных данных в микросхемах памяти DRAM, -- напомнил консультант по системам хранения Том Кофлин. -- Флэш-память работает не так быстро, как память DRAM, но зато она дешевле, потребляет меньше электроэнергии и сохраняет информацию даже в случае отключения источника питания. Учитывая все эти факторы, руководители ИТ-служб считают ее более рациональным средством для обеспечения быстрого считывания информации определенных типов, например метаданных, данных транзакций и сведений, необходимых для выполнения транзакций. К флэш-памяти начинают проявлять интерес и компании, работающие в сфере электронных развлечений. Флэш-память может иметь вид твердотельных дисков SSD таких же размеров, как и жесткие диски, или более компактных карт флэш-памяти, подключаемых к серверам через интерфейс PCI Express.

Предложение растет

Большинство корпоративных флэш-устройств имеют одноуровневую архитектуру, отличающуюся более высокой себестоимостью производства и меньшей плотностью хранения информации по сравнению с многоуровневой флэш-памятью, которая находит применение в устройствах бытового назначения. В многоуровневой флэш-памяти для доступа к разным битам данных используются разные уровни напряжения. Это обеспечивает более высокую плотность размещения данных, но усложняет систему управления и приводит к некоторому снижению производительности. Многие специалисты считают одноуровневую флэш-память более устойчивой и в меньшей степени подверженной разрушению при длительном интенсивном использовании.

Крупные поставщики систем хранения начиная с прошлого года предлагают своим клиентам различные варианты флэш-памяти.

В апреле корпорация EMC представила систему Symmetrix V-Max -- первую платформу хранения, даже начальные конфигурации которой ориентированы на использование как твердотельных, так и вращающихся дисков. Платформа Symmetrix предназначена для построения высокопроизводительных систем, но твердотельные диски находят применение и в других системах хранения компании.

IBM использует твердотельные диски в системе DS8000 Enterprise Disk Array. В перспективе появится возможность интегрировать диски SSD и в оборудование SAN Volume Controller, которое управляет самыми разными средствами хранения. По словам Клодоальдо Барреры, главного разработчика технической стратегии подразделения IBM System Storage, к концу текущего года флэш-технологии будут поддерживаться всеми корпоративными платформами хранения IBM.

Компания Hewlett-Packard предлагает твердотельные диски во всех массивах хранения старшего класса XP и системах среднего уровня Enterprise Virtual Array (EVA). Кроме того, флэш-карты устанавливаются в серверы HP. "В тех случаях когда производительность играет ключевую роль, выигрыш может оказаться весьма существенным, -- заметил Кайл Фитце, директор по маркетингу подразделения HP Storage Platforms. -- Корпоративные клиенты часто объединяют несколько высокоскоростных жестких дисков со слабой нагрузкой, с тем чтобы получить дополнительный выигрыш в производительности (этот подход называется технологией короткого хода -- short-stroking). В системе EVA восемь твердотельных дисков емкостью 72 Гбайт каждый опережают по производительности 324 накопителя Fibre Channel, имеющих объем 300 Гбайт и скорость вращения шпинделя 15 тыс. оборотов в минуту. Кроме того, в конфигурации с жесткими дисками такая система стоит 605 тыс. долл., а с твердотельными -- 155 тыс. долл.

По словам Джеффа Януковича, аналитика IDC, сегодня твердотельные диски стоят в 25 раз дороже жестких такой же емкости. Однако рост потребности в производительности, повышении плотности размещения элементов и снижении энергопотребления (особенно заметный у операторов крупных облаков) привел к тому, что прогнозируемое ежегодное увеличение объемов продаж корпоративных твердотельных дисков на период до 2013 года составляет 165%. Аналогичную тенденцию отмечают и аналитики Gartner. Если в прошлом году было продано 59 тыс. подобных устройств, то в нынешнем объем продаж ожидается на уровне 281 тыс. единиц.

Спрос - тоже

Наряду с ускорением доступа к ключевым компонентам данных операторы социальной сети Facebook надеются получить существенный выигрыш за счет повышения устойчивости и снижения энергопотребления флэш-памяти. Социальная сеть, объединяющая более 200 млн пользователей, испытывает острую потребность в собственных центрах обработки данных. На конференции Structure Хейлигер подверг критике производителей серверов, которые поставляют системы, не обеспечивающие достаточного энергосбережения. А Intel и AMD были раскритикованы за то, что некоторые из их новых чипов не дотягивают до обещанной производительности.

Компания MySpace намерена использовать флэш-память для экономии пространства в своих центрах данных и для увеличения скорости загрузки страниц пользователями. Один из возможных вариантов решения этой задачи -- замена дисков с коротким рабочим ходом на флэш-память. Соответствующие технологии позволят компании использовать серверы высотой уже не 2U, а 1U. Для предприятия, имеющего центр обработки данных площадью 60 тыс. кв. футов (5600 кв. м), это сулит весьма весомый выигрыш. Сегодня компания оперирует петабайтами хранимой информации и должна ежесекундно обрабатывать сотни тысяч запросов на загрузку страниц.

В сети MySpace флэш-память предполагается использовать в качестве буферов для часто используемой информации баз данных, а также для поддержки поисковых индексов. По результатам тестирования одноуровневых и многоуровневых продуктов в компании склоняются к приобретению многоуровневых, потому что они дешевле. Вместе с тем MySpace нужны гарантии, что память не выйдет из строя при эксплуатации в условиях высокой нагрузки. Сегодня Бакингем проводит консультации с производителями для определения параметров производительности и надежности. Но даже в случае благоприятного завершения переговоров и всех испытаний использовать флэш-память для хранения постоянной информации (например, фотографий, которые пользователи размещают на своих страницах) в MySpace не планируется. В целом флэш-память будет задействована при хранении лишь одной двадцатой части общего объема данных компании.

В компании NetSuite, предоставляющей своим клиентам доступ по запросу к программному обеспечению класса ERP и CRM, а также к приложениям электронной коммерции, флэш-память должна выполнять роль хранилища информации, интенсивно используемой клиентами. "Эти данные помогают управлять инструментальными панелями в режиме реального времени, -- сообщил Дэвид Липскоум, старший вице-президент NetSuite по техническим вопросам. -- Руководству NetSuite хотелось бы предоставить своим клиентам возможность обновлять инструментальные панели с нужной им частотой. А это может потребовать очень высокой производительности, если учесть, что одновременно эту операцию проделывают тысячи клиентов".

Несмотря на свои неоспоримые преимущества, флэш-память остается лишь одним из элементов в общей инфраструктуре хранения как традиционных предприятий, так и компаний, предоставляющих услуги Internet. Помимо сомнений, связанных с долговременной надежностью, остаются еще и вопросы, касающиеся технологий размещения во флэш-памяти оптимальной информации. В идеале к ней должны относиться данные, которые могут понадобиться в любой момент. Производители разрабатывают программное обеспечение для автоматического распределения данных между флэш-памятью, быстрыми жесткими дисками и медленными накопителями. К концу нынешнего года компания EMC планирует представить программное обеспечение Fully Automated Storage Tiering. Аналогичные работы ведутся и в компании HP.

По-видимому, локомотивом решения всех этих вопросов должны стать предприятия, специализирующиеся на предоставлении услуг вычислений в облаке. Ведь соответствующие технологии помогут им справиться с растущей активностью потребителей в Internet.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями