Первое, что ассоциируется со словами «флэш-память», это производительность. И действительно, флэш стартовала на нулевом уровне систем хранения. Тем не менее, все больше флэш-решений становятся наиболее подходящим выбором для первого уровня систем хранения, на котором в основном работают предприятия. Однако теперь флэш двинулась еще дальше — в производственное хранилище, где важна не только производительность, но и масштабируемость, например, для анализа больших данных. Так что флэш может уже применяться повсеместно в производственном хранении информации. Кто бы мог подумать? Но ни один флэш-продукт не подходит для всех рабочих нагрузок и любых случаев использования. Это требует от поставщиков разработки портфолио flash-решений. Чтобы понять, как всё это можно совместить, рассмотрим обширный и всё более расширяемый портфель продуктов all-flash компании IBM.
Почему флэш-память становится повсеместно применяемой
Можно указать три причины успеха флэш-памяти по сравнению с жесткими дисками: 1) флэш-память лучше физически; 2) флэш-решения предлагают более широкий выбор вариантов для четырех различных сред хранения данных; 3) флэш-память легко может справляться с критическими нагрузками, которые сложны для жестких дисков.
Часть I: Flash — лучшее физическое хранилище
Забудем на минуту о стоимости, производительности и надежности. Если решение при выборе между флэш-памятью и жесткими дисками должно приниматься исключительно на физическом уровне, то почему бы не остановиться на более простой твердотельной флэш-архитектуре? Требования по электропитанию, размещению в стойке, массе и площади однозначно отдают предпочтение флэш-памяти. В центре обработки данных она занимает меньше места и меньше нагревается, а соответственно, и затраты на охлаждение будут меньше. Небольшую площадь занимают не только системы хранения, но и серверы, следовательно, и ошибок будет меньше, и оперативная административная нагрузка ниже. Ни одна из этих очевидных характеристик не может быть применена к жестким дискам.
Теперь вернемся к цене, производительности и надежности. Деградация была когда-то проблемой флэш-памяти, но не сейчас, ведь теперь IBM предлагает семилетнюю (вечность в хранении) гарантию на свои флэш-продукты. Не только эта, но и обычная флэш-память в три-четыре раза надежнее, чем вращающиеся диски.
А по производительности то или иное конкретное флэш-решение может быть в
Так что вопрос цены отходит на второй план. Ведь никто не покупает флэш-чипы или жесткие диски автономно, а только как часть решения для хранения данных. И это решение анализируется по совокупной стоимости владения (TCO) и рентабельности (ROI). Уже упоминавшиеся улучшенные экологические показатели (например, снижение энергопотребления) — одно из преимуществ флэш-памяти. Приемы сокращения объемов данных, которые относительно просто применимы к флэш-памяти, но не к жестким дискам (например, сжатие), позволяют получить больший объем полезной емкости за счет собственной производительности (т. е. физическая флэш-память на 1 Тб на самом деле может оказаться в несколько раз больше). Эти преимущества выходят за рамки самого флэш-хранилища. Например, количество требуемых серверных ядер обычно существенно уменьшается для all-flash-решений, поскольку флэш-память выполняет управление операциями ввода-вывода более эффективно. В целом многочисленные исследования показали, что флэш-память более конкурентоспособна по цене для первичного хранилища.
Часть II: Flash обеспечивает дополнительные возможности выбора среды хранения
Однако вращающиеся HDD не сдаются легко. Хранение — это не только физические устройства, но также и платформы хранения, на которых они построены. А как насчет надежных и проверенных традиционных массивов, которые сегодня работают на крупных предприятиях и в среднем бизнесе? Архитектуры с жесткими дисками все еще играют полезную роль, но у них нет будущего в большинстве сред хранения. All-flash хорошо работает в традиционных средах хранения данных, а также в новых приложениях, и корпорация IBM демонстрирует это.
IBM определяет четыре основные среды хранения данных. Первая — виртуальная инфраструктура, главную роль в которой играют традиционные системы хранения, требующие гетерогенных услуг передачи данных корпоративного класса (таких, как моментальные снимки). Эти сервисы теперь доступны для некоторых all-flash-систем IBM, так что везде, где применяются HDD, может применяться и флеш-память, но с большей производительностью и другими преимуществами. Традиционные линейки продуктов IBM, в которых используется технология all-flash, — это IBM Storwize V7000F, IBM Storwize V5030F, IBM FlashSystem V9000.
Вторая среда — это критически важное для бизнеса хранилище, которое на самом деле является мэйнфреймовой системой, традиционно представляющей сильную сторону IBM. Дополнять и даже заменять продукты на базе жестких дисков серии DS8000 способен all-flash-массив IBM DS8888, причём с увеличением производительности, которая требуется для все большего числа приложений.
Третья среда — масштабируемое облачное хранилище. Хотя Amazon и другие компании первыми начали использовать общедоступные хранилища для публичных облаков, облака появляются во многих разновидностях, в том числе как частные и гибридные. Флэш-память, как мы увидим ниже, предоставляет такой выбор решений для хранения данных по гибкости и функциональности, который вращающиеся диски предоставить никак не могут. Здесь используются продукты IBM FlashSystem A9000 и IBM FlashSystem A9000R.
Наконец, четвертая среда, та, в которой такие архитектуры, как сети хранения данных (SAN), являются персонами нон-грата, — это большие хранилища данных. Здесь речь уже идёт об озерах и целых океанах данных, для своевременного анализа которых необходимо высокопроизводительное хранилище файлов. Потребности этих приложений удовлетворит IBM DeepFlash 150.
Другими словами, продукты all-flash могут быть сфокусированы, нацелены и оптимизированы для работы во всех четырех средах с необходимыми возможностями и функциями. Жесткие диски поддерживают только традиционные среды SAN и NAS и некоторые другие потребности хранилищ данных. А флэш предоставляет гораздо больше возможностей для большего количества сред, предлагая при этом гибкость и разнообразие, которыми не обладают жесткие диски.
Часть III: Flash легко справляется с жесткими дисками
Давайте снова вернемся к физическому уровню. В своё время жесткие диски были технологическим чудом, они представляют собой сложное электромеханическое устройство, где для операций ввода-вывода задействованы движущиеся рычаги и вращающиеся пластины (часто распределенные между несколькими устройствами). Во флэш-памяти используются гораздо более простые подходы прямого доступа к данным. Почему это имеет значение?
Дело в том, что соглашения об уровне обслуживания часто требуют высокого качества сервиса (QoS) при запуске нескольких приложений, особенно в многопользовательских средах. Флэш-память блестяще справляется с обеспечением QoS в силу своей физической природы и лёгкости управления ею; встреча же QoS с жесткими дисками в лучшем случае может оказаться сложной.
Программно-определяемое хранилище (SDS) и флэш-память также являются совместимой парой. Различные SDS-продукты могут использоваться с разными вариантами систем хранения на флэш-памяти, что позволяет ориентироваться на широкий спектр приложений. Речь идет о том, что IBM использует свое программное обеспечение Spectrum Scale в сочетании с DeepFlash 150 в средах больших данных.
По-видимому, дальнейшие усилия по разработке как SDS, так и флэш-памяти более выгодны для систем хранения на флэш-памяти, чем для систем на жестких дисках, поскольку старые технологии, как правило, не могут быть преобразованы для преодоления такой растущей и пробивной технологии, как флэш.
Сопоставьте рабочие нагрузки с соответствующими продуктами all-flash
Несмотря на то, что флэш-накопители имеют много преимуществ перед жесткими дисками, это не означает, что один all-flash-продукт сможет удовлетворить все требования по рабочим нагрузкам и при использовании любых сред и платформ хранения. Необходим портфель flash-продуктов. Зачем? Один размер подходит не всем. Для некоторых нагрузок не нужны самые быстрые (и самые дорогие) виды flash-памяти. Различные решения требуют разных возможностей и функций; сервисы передачи данных в хранилищах и цена часто являются поводом для беспокойства. Обратите внимание, что производительность зависит от типа продукта all-flash, поэтому каждый из них имеет значительное (в 4 — 10 раз) улучшение производительности по сравнению с соответствующим жестким диском.
Все продукты all-flash можно распределить по пяти уровням, на каждом из которых требуется особое флэш-решение, ориентированное на конкретные потребности: высший, промежуточный и начальный уровни, уровень масштабируемый, управляемый потребностями по емкости, и уровень конвергентной инфраструктуры. Давайте проанализируем, как портфель продуктов IBM для всех flash-устройств покрывает эти основные потребности.
Высокопроизводительные all-flash-накопители
Уровень 0. Наивысшая производительность Flash: FlashSystem 900
Когда скорость — это всё, FlashSystem 900 от IBM обеспечивает максимальную производительность приложений уровня 0. Как заявляет IBM, система может сделать до 1,1 миллиона
Мэйнфрейм корпоративного уровня: DS8888
All-flash-решение IBM DS8888 обеспечивает критическую производительность, требуемую для обработки транзакций в реальном времени, для аналитики и высокопроизводительных хранилищ данных. Но универсальный массив мэйнфреймов должен удовлетворять и другим жестким требованиям, характерным для любого мэйнфрейма, таким как отказоустойчивость и надежность. DS8888 достигает этого путем глубокой интеграции с Z-системами. Например, он обеспечивает надежность в шесть девяток для трех или даже четырех узлов. Высокие требования к онлайн-транзакциям обуславливают необходимость именно в таком уровне непрерывности бизнеса.
Уровень 1 традиционного корпоративного класса: FlashSystem V9000
FlashSystem V9000 — это all-flash-массив, поддерживающий такие сервисы передачи данных, как тонкая настройка, репликация моментальных копий и конфигурации высокой доступности для аварийного восстановления, которые требуются для традиционных приложений хранения данных в ЦОДах Microsoft, Linux и т. д. FlashSystem V9000 масштабируется до более чем 2 Пб для удовлетворения больших потребностей в памяти.
Уровень 1. Облако корпоративного класса: FlashSystem A9000 и FlashSystem A9000R
Многие предприятия при переходе в облако сохраняют свои ключевые характеристики, такие как самообслуживание по требованию, объединение ресурсов, быстрая адаптируемость. В этом случае к облачным средам предъявляются особые требования: в них не должны использоваться массивы хранения общего назначения, т.к. необходимо поддерживать QoS для многопользовательских сред, чтобы гарантировать распределение ресурсов приложений в соответствии с соглашениями об уровне обслуживания.
Это основная ударная сила всех flash-массивов IBM. Массив FlashSystem A9000 предназначен для поставщиков облачных сервисов и предприятий с серьезными требованиями к объемам данных. FlashSystem A9000R ориентирован на масштабные развертывания в самых крупных компаниях и гибридных облачных средах.
Промежуточный массив хранения с all-flash-памятью: Storwize V7000F
Уже существующие клиенты Storwize, которые нуждаются в дополнительной производительности и других преимуществах (например, в экономии ресурсов) массива all-flash, могут продолжать использовать те же функции, которые они предпочитают для служб данных, такие как внешняя виртуализация, сжатие в реальном времени, моментальные снимки, удаленное зеркалирование. Эта возможность упрощает и облегчает использование при переходе на V7000F.
Массив хранения all-flash-памяти начального уровня: Storwize V5030F
IBM не игнорирует потребность предприятий в массиве V5030F. Этот all-flash-массив начального уровня обладает теми же функциями, эффективностью и надежностью, что и его старший брат V5000F, но при более низкой стоимости размещения и с новыми возможностями флэш-накопителя.
Масштабируемое производственное хранилище: DeepFlash 150
Продукты, которые обсуждались выше, охватывают все аспекты первого уровня производственного хранилища.
Но мир хранилищ превосходит традиционные представления уровня 1. Оказывается, существует и производственный мир, ориентированный на производственные мощности, которые не вписываются в модель многоуровневого хранения.
Иногда это называют масштабируемым NAS-миром, который обычно является областью специализированных массивов хранения. Этот мир заполнен производственными рабочими нагрузками, где необходимы как улучшенная производительность, так и крупномасштабная (во много петабайт) емкость устройств. Сюда входят высокопроизводительные вычисления (HPC), мультимедиа и развлечения (M&E), а также большие данные.
Но при том, что и в этих случаях желательна улучшенная производительность, стоимость all-flash-накопителя получается запредельной. IBM DeepFlash 150 — продукт, который преодолевает этот экономический барьер. Да, его производительность несколько ниже, чем у сопоставимых традиционных систем флэш-памяти, но она все равно в 5 раз выше, чем у аналогичного массива жестких дисков.
DeepFlash 150 от IBM обеспечивает общие преимущества систем all-flash, например, уменьшение до трети объема стойки с накопителями, а также
Кроме того, DeepFlash 150 поставляется в комплекте со Spectrum Scale для управления глобальной файловой системой петабайтного масштаба. Это иллюстрирует ценность программируемых хранилищ с flash-памятью.
Конвергентная инфраструктура: VersaStack
Конвергентные инфраструктурные решения сочетают в себе предварительно сконфигурированный набор серверов, хранилищ и сетей. Эти интегрированные предложения инфраструктуры становятся все более популярными из-за технической и деловой эффективности в центрах обработки данных, обусловленной предварительной интеграцией технологических компонентов, объединением ИТ-ресурсов и автоматизацией ИТ-процессов.
VersaStack — это тот инструмент, который Cisco и IBM применяют для поддержки конвергентных инфраструктурных решений с использованием решений обеих компаний. Cisco предоставляет вычислительные (серверы UCS) и сетевые (коммутаторы серии MDS или Nexus) элементы. IBM предоставляет элемент хранения. Накопители Storwize V7000F или Storwize V5030 (все они построены на базе IBM Spectrum Virtualize) удовлетворяют элементарным требованиям. Для решений высокой производительности с целью ускорения приложений на уровне предприятия IBM предлагает FlashSystem V9000.
