Твердотельные массивы меняют рынок СХД

Структура товарного предложения в сегменте твердотельных СХД

Лев Левин,

научный редактор PCWeek/RE,

внештатный эксперт «Бестселлеров IT-рынка»

Твердотельная память стала использоваться в системах хранения корпоративного класса в конце прошлого десятилетия сначала в виде плат ускорителей для кэширования самых «горячих данных», а затем в качестве опции для СХД стали доступны выполненные в форм-факторе стандартных 2,5-дюйм жестких дисков модули твердотельной памяти (твердотельные диски, SSD). Теперь очередь дошла и до массивов, целиком построенных на базе твердотельной памяти.

Прошедший год стал переломным в развитии сектора твердотельных массивов — если в начале 2013 г. такие СХД выпускали только небольшие специализированные фирмы, то теперь продукты этого класса предлагают все крупнейшие производители систем хранения. Таким образом, можно считать, что технология SSD уже достаточно созрела для ее применения в системах хранения корпоративного класса.

Весьма интересен в этом отношении опубликованный в марте «Справочник покупателя» аналитического агентства DCIG, посвященный твердотельным массивам. Предыдущая версия этого справочника появилась в начале 2013 г., и если в прошлогодний выпуск было включено 34 системы десяти вендоров, то в новый попало уже 39 систем двадцати компаний, причем большинство новых вендоров — это лидеры рынка СХД. Стоит отметить, что, согласно рейтингу справочника DCIG, на сегодняшний день самой совершенной твердотельной СХД является Gemini F600 фирмы Nimbus Data. Тем не менее эта система, как и твердотельные массивы других небольших компаний, не продаются в России, поскольку их производители не могут обеспечить поддержку своих продуктов, без которой применение СХД в корпоративном секторе невозможно.

Плюсы SSD

Рост спроса на твердотельные массивы можно объяснить двумя факторами. Во-первых, стоимость твердотельных дисков постоянно снижается и, хотя они по-прежнему стоят дороже стандартных жестких дисков в расчете на один гигабайт емкости, эта разница каждый год уменьшается, особенно после появления твердотельных дисков корпоративного класса на базе относительно дешевой многоуровневой твердотельной памяти eMLC. К тому же для приложений, связанных с интенсивным чтением и записью данных, применение твердотельного массива оказывается более экономичным, чем классического массива на жестких дисках. Дело в том, что традиционный способ повышения скорости чтения/записи в массивах жестких дисков предполагает распределение данных по большому числу дисков для параллельной обработки запросов несколькими дисками, однако при этом сами накопители могут быть заполнены всего лишь на несколько процентов, основная же часть их емкости останется свободной. Благодаря существенно более высокой производительности твердотельных дисков для них такое распределение данных не требуется, поэтому один твердотельный диск может заменить десятки жестких дисков. Помимо экономии на стоимости хранения одного гигабайта данных применение массивов SSD также обеспечивает многократное сокращение энергопотребления и тепловыделения систем хранения, а также уменьшения места, которое они занимают в дата-центре.

Второй фактор — это накопленный за последние годы положительный опыт использования твердотельных дисков, которые по надежности уже не уступают традиционным жестким дискам класса Enterprise. Еще несколько лет назад было широко распространено мнение, что из-за постепенного износа ячеек памяти SSD не могут гарантировать сохранение записанных на них данных, однако сейчас разработаны достаточно эффективные механизмы для предотвращения таких ситуаций.

Две архитектуры

Выпускаемые сегодня твердотельные массивы можно условно разделить на две категории. Во-первых, это системы, архитектура которых разработана сравнительно недавно специально для массивов твердотельных дисков и не поддерживает традиционные жесткие диски. Примерами таких массивов, доступных сегодня в России, являются EMC XtremIO, IBM FlashSystem (продукция бывшей Texas System Memory), а также Huawei OceanStor Dorado и продвигаемый компанией Fujitsu по условиям реселлерского соглашения Violin Memory 6000 (сейчас у этой компании появился собственный твердотельный массив (см. таблицу). Стоит отметить, что первые два твердотельных массива являются разработкой специализированных компаний, недавно поглощенных EMC и IBM.

Таблица. Основные модели твердотельных СХД

Вторую и более многочисленную категорию твердотельных массивов составляют модификации хорошо известных на рынке СХД классических модульных массивов жестких дисков, например, Dell Compellent SC8000, EMC VNX, HDS HUS VM, HP 3Par, IBM Storwize V7000 и NetApp FAS, архитектура и программное обеспечение которых адаптирована к использованию конфигурации all-flash (т. е. только с твердотельными дисками). Сегодня практически все дисковые массивы среднего класса ведущих вендоров доступны в полностью твердотельной конфигурации (в марте компания Fujitsu также выпустила твердотельную модификацию своего массива младшего класса Eternus DX200, а компания Huawei в начале года вывела на европейский рынок массив старшего класса OceanStor 18000, который как опция поставляется только в твердотельной конфигурации).

С одной стороны, массивы первой категории благодаря «заточенности» архитектуры подсистемы ввода/вывода на использование твердотельной памяти обеспечивают более высокую производительность чтения/записи, чем массивы второй категории. Однако у них есть серьезный недостаток — это относительно новые продукты, к тому же разработанные небольшими малоизвестными фирмами, поэтому пока не накоплен опыт их использования в корпоративном секторе. Их потенциальный покупатель идет на значительный риск из-за того, что массив может оказаться слишком «сырым» и ему нельзя будет доверить обслуживание бизнес-критичных приложений.

В то же время полностью твердотельные модификации традиционных массивов ведущих игроков рынка СХД поддерживают все проверенное временем программное обеспечение и функционал основных моделей, на протяжение нескольких поколений применяемый в корпоративном секторе, поэтому их достаточно легко интегрировать в существующую ИТ-инфраструктуру предприятия, особенно если в ней уже используются массивы жестких дисков того же крупного вендора. Кроме того, массивы второй категории обычно можно заказать в более дешевой гибридной конфигурации, сочетающей твердотельные накопители и жесткие диски. В таких системах твердотельные накопители используются только для хранения постоянно запрашиваемых «горячих» данных, а основной объем данных записан на жестких дисках. Перенос данных по мере изменения частоты запросов между двумя типами накопителей осуществляется под управлением специального программного обеспечения auto-tiering, реализующего механизм многоуровневого хранения в пределах одной системы. Стоит отметить и недавнюю реализацию в вышедшем в конце прошлого года Dell Compellent SC8000-FS8600 SSD многоуровневого хранения применительно к разным типам твердотельных дисков.

Дополнительный функционал

Поскольку стоимость хранения данных на твердотельных массивах остается высокой, производители снабжают свои продукты различными интеллектуальными функциями, реализуемыми как на уровне железа, так и софта. Эти функции обеспечивают максимальную эффективность использования емкости дорогой твердотельной памяти. Многие из этих функций, включая и auto-tiering, уже стали фактическим стандартом для массивов жестких дисков корпоративного класса, хотя для многих продуктов лицензия на соответствующее программное обеспечение не входит в базовую конфигурацию, и ее нужно приобретать за дополнительную плату. Прежде всего, это функция динамического выделения емкости thin provisioning, позволяющая приложениям выделять из виртуального тома именно столько физической емкости, сколько им требуется сейчас. Некоторые функции твердотельных массивов являются специфическими для этого класса СХД, поскольку реализуют различные механизмы, предотвращающие потерю данных из-за износа ячеек твердотельной памяти.

Перспективы

По-видимому дальнейшее развитие твердотельных массивов будет идти в двух направлениях. Во-первых, это повышение их производительности за счет постоянного совершенствования технологий твердотельной памяти и разработки новых методов улучшения защиты от отказов. Во-вторых, это постоянное снижение стоимости твердотельных дисков, особенно дисков eMLC. Можно ожидать, что через несколько лет твердотельные массивы станут фактическим стандартом СХД для обслуживания приложений с интенсивным чтением и записью данных.

Полная электронная версия этой статьи доступна только для подписчиков. Для получения полной электронной версии статьи сейчас Вы можете оформить запрос.