Wie viel verändert Flash den Unternehmensspeicher?

Flash-Speicher haben bereits erhebliche Auswirkungen auf Consumer-Geräte - von Smartphones über Unterhaltungselektronik bis hin zu Solid-State-Laufwerken (SSDs) in schlanken Laptops - und Geschäftsanwendungen. Als ich jedoch vor ein paar Wochen an der jährlichen Storage Visions-Konferenz teilnahm, war ich erneut beeindruckt, wie viel Flash in Unternehmenssystemen verwendet wird und welches Potenzial für zukünftige Anwendungen besteht.

Vor einigen Jahren gab es im Unternehmen aufgrund der Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und der Lebensdauer des Flash-Speichers, insbesondere beim Consumer-Flash (Multi-Level Cell oder MLC), große Widerstände. Aus diesem Grund wurden in der ersten Welle von Enterprise-Flash-Produkten Single-Layer-Cell-SLC-Flashs verwendet, die teuer und nur in begrenzten Mengen erhältlich sind. Es stellt sich heraus, dass mit den richtigen Controllern und der richtigen Software selbst MLC-Flash für die meisten Unternehmensanwendungen eine ausreichende Ausdauer bietet. Im Gegensatz zu Festplatten, die in der Regel nach dem Zufallsprinzip ausfallen, verschlechtert sich der Flash-Speicher mit der Zeit in vorhersehbaren Mustern. Die Umstellung von teuren SLC auf MLC hat es Unternehmen ermöglicht, viel mehr Flash zu implementieren.

Zu diesem Zeitpunkt verwendet die überwiegende Mehrheit der Unternehmen Flash an einem oder mehreren Punkten ihres Rechenzentrumsbetriebs. Jeder große Anbieter von Speicher-Arrays verkauft normalerweise Systeme, bei denen nur wenige Prozent des Speichers aus Flash-basierten SSDs bestehen, die in Caches und als unterste Speicherebene verwendet werden. Die meisten bieten jetzt auch All-Flash-Arrays an und treten damit in die Fußstapfen von Pionieren wie Pure Storage.

Pure Storage bietet All-Flash-Arrays, von denen behauptet wird, dass sie weniger kosten können als herkömmliche rotierende Festplatten, da sie eine schnelle Datenkomprimierung sowie eine höhere Geschwindigkeit bieten. Insbesondere weist das Unternehmen auf Erfolge bei kleinen und mittleren Datenbanken, virtuellen Maschinen und virtuellen Desktops (VDI) hin. Ich kenne einige Unternehmen, die mit solchen Einsätzen in Anwendungen wie VDI oder Hochfrequenzhandel sehr erfolgreich waren.

Außerdem sehen wir jetzt auch mehr Flash auf Servern, zunächst auf PCIe-Lösungen. Hier haben Unternehmen wie Fusion-io und Violin Memory ihre ersten Spuren hinterlassen, und wir sehen, dass es noch viel mehr Orte gibt.

In jüngerer Zeit habe ich Lösungen gesehen, die Flash-Speicher direkt mit dem DIMM-Kanal verbinden, der traditionell von DRAM-Anbietern verwendet wird. Zu den Pionieren zählen Diablo Technologies mit seiner MCS-Architektur (Memory Channel Storage) sowie Produkte wie Viking Memorys ArxCis und SanDisks ULLtraDIMM. Dies wird jetzt in einigen Systemen von IBM verwendet, und ich gehe davon aus, dass es in Zukunft mehr sein wird.

Was mich am meisten beeindruckt hat, ist das Konzept, dass es mittlerweile immer mehr Anwendungen gibt, die in "All-Flash" -Umgebungen eingesetzt werden können. Tatsächlich hieß eine der Keynotes auf der Messe "Aktivieren des All-Flash-Rechenzentrums" von John Scaramuzzo, General Manager von SanDisk Enterprise Storage Solutions. (Früher war er Präsident von SMART Storage, das von SanDisk übernommen wurde und einen Großteil der Technologie verwendete, die zu ULLtraDIMM wurde.)

In dieser Präsentation sprach Scaramuzzo darüber, wie Anwendungen wie Virtualisierung, Cloud Computing und In-Memory-Computing All-Flash-Szenarien ermöglichen. Tatsächlich argumentierte er, dass Tier 0 bereits zu einem großen Teil zu Flash geworden ist und Flash auch zu einem größeren Teil von Tier 1-Anwendungen wird. Das macht für mich sehr viel Sinn - ich höre viele Unternehmen erklären, dass in virtuellen Umgebungen die Notwendigkeit vieler Ein- / Ausgabeoperationen pro Sekunde (IOPS) Flash sehr überzeugend macht. Dies scheint besonders in virtuellen Desktop-Anwendungen der Fall zu sein, da Sie viel mehr VDI-Sitzungen pro Server einrichten können und trotzdem kein Problem haben, wenn sich viele Benutzer gleichzeitig anmelden.

Was mehr auffiel, war seine Überzeugung, dass Flash in Tier-2-Anwendungen mehr Sinn macht, was auf Verbesserungen der Anforderungen an Dichte, Leistung und Kühlung von SSDs zurückzuführen ist, insbesondere bei Betrachtung mit einem Total Cost of Ownership-Objektiv (TCO). Obwohl die Rohkosten pro Flash-Bit höher sind, schlug er vor, dass geringere Supportkosten, weniger Strom und Kühlung, weniger Rack- und Stellfläche und weniger Arrays die Verwendung von Flash im Rechenzentrum erschweren. Da die Kosten für Flash weiter sinken und die Kapazitäten zunehmen, sei ein "All Flash Data Center" erreichbar, so Scaramuzzo.

Er sprach darüber, dass es jetzt 2, 5-Zoll-Formfaktor-SSDs mit 2 TB Speicher gibt, die mehr als 100.000 IOPS liefern können, und sagte, dass die Entwicklung in Richtung 3D-NAND-Flash-Fertigung zeigt, wie dies in den nächsten Jahren auf 64 TB oder noch höher skaliert werden könnte Alles ohne Leistungseinbußen. Er sagte, dies habe dazu geführt, dass SSDs in der Dichte mit Festplatten mithalten konnten, jedoch mehr Geschwindigkeit, weniger Leistung und weniger Kühlung boten. Vor einem Jahr, sagte er, war die Mathematik, um diese Arbeit auf einer TCO-Basis zu machen, nicht möglich, aber jetzt ist es möglich. Er sah sogar, dass Tier-3-Anwendungen wie die Archivierung in den Flash-Speicher verschoben werden konnten, und sagte, dass eine Umstellung in den nächsten drei bis fünf Jahren möglich sei. Dies ist ein Konzept, über das ich am meisten von den größten Anbietern von Hyper-Scale-Clouds gehört habe.

Es ist eine interessante Vision, die ich bisher noch nicht als Unternehmenslösung gesehen habe - zum Teil, weil Flash-Speicher auf Bit-Basis immer noch viel teurer sind als Festplatten. und weil die Gesamtkapazität der Hersteller von Flash-Laufwerken so viel geringer ist als die der Hersteller von Festplatten.

Tatsächlich höre ich in Gesprächen mit Festplattenherstellern wie Seagate immer wieder, wie Festplatten ihre Dichte verbessern (wenn nicht sogar ihre Geschwindigkeit) und wie die Kapazität der Festplattenbranche so viel größer ist und welche Vorteile Hybrid bietet Laufwerke (von Seagate SSHDs genannt), die Flash und Festplattenlaufwerke miteinander kombinieren.

Darüber hinaus gibt es jetzt Hybridlösungen auf der Seite der Speicher-Arrays, die Funktionen wie Deduplizierung und Komprimierung in Arrays bieten, die aus Flash- und Festplattenlaufwerken bestehen, wie sie von Unternehmen wie Nimble Storage, Tegile und Tintri entwickelt wurden.

Diese Hybridlösungen werden in der Regel zu wesentlich niedrigeren Anfangspreisen angeboten als All-Flash-Lösungen. Es sieht so aus, als gäbe es Anwendungstypen, bei denen All-Flash Sinn macht (normalerweise solche, bei denen die Komprimierung im laufenden Betrieb funktioniert und bei denen eine Menge IOPS erforderlich ist, einschließlich einer Menge mittelgroßer Datenbanken), und solche, bei denen dies nicht der Fall ist nicht (wie sehr große Datenbanken oder solche mit vielen Bildern oder Videos, die bereits komprimiert sind.)

Joe Unsworth, Gartner Research Vice President für NAND Flash und SSDs, weist darauf hin, dass Solid-State-Arrays sehr schnell wachsen, aber immer noch einen relativ kleinen Teil des Marktes ausmachen und dies auf absehbare Zeit auch bleiben dürften. Tatsächlich sieht er den Markt für diese Flash-basierten Arrays von 782 Mio. USD im Jahr 2013 auf 3, 6 Mrd. USD im Jahr 2017 an. Er weist jedoch darauf hin, dass dies selbst dann nur 10 Prozent des gesamten Marktes für Speicher-Arrays ausmachen würde.

Angesichts der Wirtschaftlichkeit scheint es mir, dass Festplatten für eine lange Zeit ein großer Teil des Speichers sein werden - mit ziemlicher Sicherheit die Mehrheit der Bits. Aber ich kann mit Sicherheit sehen, wo Flash manche Anwendungen nicht nur schneller, sondern auch erschwinglicher macht.