Является ли флэш-память будущим облака?
Вспышка? Нет, мы не говорим о злословимом Adobe Flash Player. Или даже супергерой. Мы говорим о флэш-накопителе — технологии, изобретенной Фудзио Масуокой во время работы в Toshiba в 1980 году. Возможно, это просто решение наших проблем с контейнерным хранением. Вы можете часто слышать термин «массив» в отношении флэш-памяти, а флэш-массив — это не что иное, как массив хранения, в котором все постоянные носители данных состоят из флэш-памяти. Хотя в 80-х технология была довольно ограниченной, технология флэш-памяти значительно продвинулась вперед, и помимо того, что она является стандартом для карт памяти, она также недавно заменила ОЗУ на твердотельных накопителях. Когда вы слышите о компаниях, предлагающих массивы флэш-фабрики и все массивы флэш-памяти (AFA), они в основном представляют собой твердотельные накопители, настроенные для совместной работы так же, как массивы жестких дисков. На этом сходство заканчивается, поскольку флэш-память поддерживает гораздо более высокую задержку и не требует контроллеров с батареями и оперативной памятью, как это делают диски.
Вспышка во время шторма
Первоначальный успех флэш-накопителей часто связывают с феноменом загрузки при загрузке, который, по сути, является требованием огромной скорости ввода-вывода в фиксированные моменты времени. Основной причиной этой проблемы была необходимость загрузки виртуальных рабочих столов в начале дня, для которых требуются файлы ОС, приложения и файлы персонализации для конкретных пользователей. Представьте себе загрузку ПК. Теперь представьте, что вы загружаете тысячу одновременно. Несмотря на то, что AFA является хорошим решением этой проблемы, поскольку он обеспечивает огромный всплеск операций ввода-вывода, необходимый для борьбы с загрузочными штормами, с контейнерами мы не загружаем миллион операционных систем и не сталкиваемся с той же проблемой. Это не означает, что у контейнеров нет собственных проблем с хранением, и некоторые даже заходят так далеко, что говорят, что основные проблемы контейнеров связаны с хранением.
Контейнерное хранение
В первые дни внедрения контейнерных микросервисов хранилище по-прежнему предоставлялось традиционными устройствами NAS, что приводило к значительному снижению производительности, поскольку каждый запрос к хранилищу должен был проходить через сеть. Дополнительные проблемы возникают, когда требуется высокая скорость чтения IOPS, поскольку мы одновременно создаем все больше и больше контейнеров, а главный образ должен поддерживать все операции чтения, генерируемые каждым контейнером. Это происходит потому, что каждый раз, когда создается контейнер, он считывает из эталонного образа и получает необходимый фрагмент кода для создания среды выполнения для этого приложения.
Программно определяемое хранилище
Программно определяемое хранилище (SDS) решило проблему контейнерного хранения. Программно-определяемое хранилище — это предоставление различных корпоративных сервисов хранения данных и функций, «отвязанных» от базового оборудования. Во многих случаях использования SDS предприятия могут загружать свои возможности многоуровневого хранения или копировать решение для управления данными (CDM). Как SDS решила проблему, так это забрала мощность (программное обеспечение) у устройств и вернула ее в руки пользователей. Это устранило потребность в устаревших устройствах NAS и позволило использовать менее дорогое оборудование для хранения данных, развернутое в облачной сети.
Запуск управления хранилищем на серверах, а не на устройствах, обеспечивает большую гибкость в отношении управления сетью. Это также означает, что данные теперь можно распределять по кластерам серверов и устройств хранения по всей сети, что делает данные намного ближе к пользователям с повышенной отказоустойчивостью. Еще одно дополнительное преимущество SDS заключается в том, что в случае сбоя диска все сохраненные на нем данные по-прежнему доступны.
Друзья и напарники
Предприятие полно неожиданных друзей, союзов и поездок на спине, а флэш-память и SDS являются прекрасным примером двух технологий, которые быстро внедряются, расширяя возможности друг друга. До появления SDS развертывание флэш-памяти было несколько громоздким, и перемещение наборов данных во флэш-память и обратно приходилось выполнять вручную, медленно и иногда мучительно. Это, плюс добавленная цена, и флэш-память определенно не были вашим первым выбором для хранения.
Однако добавьте к этому интеллектуальную автоматическую функциональность SDS, и перемещение данных в соответствии с вашими спецификациями станет проще простого, и вы начнете видеть преимущества флэш-памяти. Эти преимущества заключаются в основном в производительности, поскольку цена кажется спорным вопросом. Хотя флэш-память выглядит дорого, если посмотреть на нее с точки зрения доллара за ГБ, все усложняется, когда вы добавляете такие слова, как дедупликация, сжатие данных и тонкое выделение ресурсов, которые представляют собой встроенные технологии сокращения объема данных, которые увеличивают используемую емкость флэш-памяти без добавления Стоимость.
Гибридная вспышка
Гибридная установка, использующая как флэш-память, так и обычные хранилища, такие как диски и ленты, — отличный способ обеспечить производительность ваших приложений, когда они в них нуждаются, а также сэкономить бюджет на материалах, которые не нуждаются в соке и могут храниться на лентах. Сочетание возможностей многоуровневого хранения и виртуализации SDS с традиционными устройствами хранения, такими как жесткие диски, действительно продлевает срок службы и возможности, а небольшие инвестиции в флэш-память творят чудеса с вашей общей скоростью и действительно раскрывают все лучшее в SDS.
Идеальный симбиоз
Теперь это не пример корпоративной поездки на спине, поскольку флэш-память также решает множество проблем для SDS. Одной из таких проблем являются узкие места, которые возникают, когда большие наборы данных, в значительной степени зависящие от файловой системы «метаданных», перемещаются по всему миру. Перемещение хранилищ метаданных во флэш-память устраняет не только эту проблему, но и почти все другие проблемы, связанные со скоростью и задержкой. Например, почти во всех центрах обработки данных количество копий отдельных наборов данных, мягко говоря, ошеломляет, и копии постоянно создаются и хранятся для целей регулирования, а также для разработки и тестирования приложений. Каждая копия использует емкость хранилища до такой степени, что для хранения копий используется больше места, чем для самих производственных наборов. Управление копируемыми данными и повышение их эффективности и меньших затрат — это возможность, которая теперь доступна в виде решения SDS. Когда флэш-память добавляется к системе управления данными копирования, весь процесс от подготовки новых файлов до отслеживания старых становится значительно быстрее.
Вспышка в 3D
Технология 3D-NAND использует другой подход к увеличению плотности чипов NAND путем наложения ячеек друг на друга и создания трехмерной структуры ячеек, позволяющей масштабировать их в третьем измерении. Только за последние несколько месяцев мы видели два объявления от производителей флэш-массивов, которые переходят на поддержку технологии 3D-NAND в своих продуктах.
Компания Pure Storage объявила, что 3D TLC NAND будет поддерживаться их платформой FlashArray//m с 1 квартала 2016 года. Новые диски увеличат емкость примерно с 30-40 ТБ до 60 ТБ на единицу стойки (в зависимости от модели) по цене около 1,50 долл. США за ГБ (эффективная емкость).
HP Enterprise также объявила, что платформа 3PAR также будет поддерживать накопители 3D-NAND, хотя неясно, будут ли это TLC. Доступность с декабря 2015 г., и снова HPE указывает эффективную цену в размере 1,50 долл. США за ГБ. HPE также недавно завершила сделку по приобретению поставщика хранилищ данных Nimble Storage Inc., специализирующегося на флеш-хранилищах с прогнозированием.
Клиенты хотят, чтобы хранилище было дешевым, и тот факт, что флэш-память постепенно становится дешевле, чем диск, является аргументом в пользу продажи. С ростом микросервисной архитектуры и потребностью в частых обновлениях приложений все больше и больше приложений будет создаваться и развертываться в контейнерах. Масштабируемость и распределенный характер современных приложений потребуют все больше и больше способных хранилищ, и SDS с некоторой флэш-памятью может стать ответом.