Эволюция All-SSD — Huawei разрабатывает первоклассный флеш-массив (All-Flash Array) четвертого поколения

Твердотельные накопители (SSD) стали «прорывной инновацией» на рынке корпоративных СХД. Эти носители информации, появившись в системах более 15 лет назад, приобрели большую популярность, определив тенденции и направления развития. Аналитики утверждают, что объем продаж SSD-накопителей превысит продажи HDD-накопителей после 20-летнего доминирования на рынке.

1. Первое поколение: примитивные SSD-накопители (SSD Raw)

Первое поколение SSD было использовано в корпоративной СХД в 2001 году. В течение последующих 15 лет, одна за другой разные модели СХД, базировались на SSD, получая ускорение кэш-памяти для чтения/записи, реализацию многоуровневого хранения и обеспечение различных приложений для хранения данных. Клиенты и поставщики начали понимать, что твердотельные накопители можно использовать в качестве высокоскоростных жестких дисков. Другими словами, дисковые массивы были усовершенствованы за счет SSD-накопителей с их более высокой производительностью. В системах применялись оба носителя, но общая структура гибридных систем не позволяла использовать полный потенциал твердотельных накопителей. На рынке корпоративных СХД наступил новый этап внедрения инновационных массивов на базе флеш-памяти (AFA), которые вытеснят HDD после 20-летнего доминирования.

Массивы AFA используют SSD для удовлетворения требований к производительности, емкости и функциям корпоративного класса в сетевых СХД на предприятиях. В новых решениях HDD уже не используются. Снижение цен и значительный рост надежности SSD с момента выхода на сцену в сочетании с наполнением линеек продуктов привели основных поставщиков и десятки начинающих компаний к созданию дисковых массивов на базе флеш-памяти. На данный момент разработано четвертое поколение SSD, определенное революцией AFA. Рассмотрим эволюцию SSD от первого поколения к четвертому.

Одни из лучших продуктов с SSD первого поколения выпускали компании Texas Memory Systems (TMS) и Violin Memory в США. TMS была создана в 1978 году, но только в январе 2001 года компания выпустила первое поколение корпоративных флеш-массивов, а именно RAM-SAN 520 с поддержкой SDRAM емкостью 64 ГБ. Violin Memory была создана в 2005 году и только в 2011 году выпустила свою серию флеш-памяти 6000. Как правило, в системах этого поколения акцент сделан на утилизации производительности SSD, увеличения количества IOPS и пропускной способности в сочетании со значительным уменьшением задержки. Эти системы не предоставляли функции корпоративного класса и полагались исключительно на хосты в обеспечении защиты данных. Отсутствие этих функций означало применение SSD главным образом в системном кэше для ускорения операций чтения данных, SSD почти не применялись в реальных производственных системах. Прикладной уровень нуждался в необычайно высокой доступности и возможностях аварийного восстановления. Однако, возникали трудности с развертыванием, эксплуатацией и обслуживанием оборудования на стороне клиента. По мере совершенствования массивов класса AFA акцент на производительность начал ослабевать.

2. Второе поколение: гибридные SSD-накопители (SSD Hybrid) 

SSD второго поколения были усовершенствованы, поэтому на их основе стали создаваться СХД общего назначения. Второе поколение предоставляло функции удаленной репликации данных, моментальных снимков, выделения ресурсов емкости по требованию и другие функции корпоративного класса. К типичным представителям продуктов этого поколения можно отнести серию Storwize F компании IBM, серию 3PAR 7450 компании HP и серию VNX-F компании EMC. Их преимущества и недостатки были очевидны. К преимуществам можно было отнести возможность плавного подключения к традиционным жестким дискам с привычными механизмами. А недостатком было применение SSD в традиционной HDD-архитектуре с незначительными оптимизациями характеристик твердотельных носителей. Таким образом, потенциал флеш-памяти не использовался в полной мере. Стоимость продуктов данного поколения составляла миллионы долларов США, и поскольку системы, как правило, были больших размеров, многие предприятия не могли позволить себе полномасштабное развертывание.

3. Третье поколение: оптимизированные SSD

Предприятия дозрели до флэш-памяти. Третье поколение SSD было оптимизировано относительно предыдущего поколения для достижения лучшей производительности AFA СХД. На основе этого поколения накопителей были созданы продукты серий EMC Unity-F, HDS VSP-F и HP Optimized 3PAR 8450. Совет по оценке производительности СХД (Storage Performance Council) начал выпускать рейтинги SPC-1 и разрабатывать нормативы для отрасли. СХД HP 3PAR 8450 обеспечивала производительность на уровне 540 тысяч IOPS с задержкой до 1 мс. HDS VSP-F также отличалась высокой производительностью по мнению клиентов. Тем не менее, корпоративные ЦОД ещё не создавались на базе AFA СХД, из-за низких эффективности вложений и утилизации. Не способствовало продвижению и отсутствие функционала по сокращению данных. Кроме того, при внедрении расширенных возможностей защиты (таких как уровни RAID), моментальных снимков и других функций, производительность непредсказуемо снижалась. Все еще оставался насущным компромисс между производительностью и надежностью. Многие клиенты размещали свои сервисы онлайн-транзакций, зависящие от производительности, на уровне флеш-памяти, но вынуждены были пойти на компромисс с точки зрения применяемых функций.

4. Четвертое поколение: усовершенствованные SSD (SSD native)

Четвертое поколение AFA появилось всего за два года. Оно было создано сразу на базе SSD и последних разработок в оптимизации. Это поколение взяло за основу задержку в 1 мс, что позволяет достичь идеального баланса производительности и эффективности хранения, наряду с нулевым снижением показателей обработки при включенных функциях дедупликации и сжатия. Наиболее удачными примерами продуктов данного поколения являются СХД EMC XtremIO, PureStorage M и недавно выпущенный Huawei OceanStor Dorado V3. В 2015 году доход компании EMC от продаж XtremIO составил более 1 миллиарда долларов США, эта система стала самым быстро растущим продуктом в истории компании. Решение поддерживает масштабирование до 16 контроллеров и предлагает встроенные возможности сжатия данных. Компания PureStorage стала первым поставщиком, предоставляющим гарантию экономии емкости с помощью технологий дедупликации и сжатия. Кроме того, компания предлагает бесплатные обновления контроллеров в течение трех лет для клиентов, получающих техническое обслуживание и пользующихся техподдержкой в течение того же периода, а затем обновление оборудования в рамках программы актуализации «Evergreen». Последняя версия СХД Huawei OceanStor Dorado V3 может похвастаться стабильной задержкой в 0,5 мс, даже при включенных функциях дедупликации и сжатия, и гарантией сжатия данных в три раза. В отличие от EMC и PureStorage, СХД Huawei предлагает бесшлюзовую схему «активный-активный», которая позволит предприятиям достичь наибольшей производительности и удовлетворить самые высокие требования к надежности. Это признанное всеми достижение компании Huawei. Поскольку спрогнозировать будущие сервисные нагрузки крайне трудно, СХД Dorado готова объединять обширные ресурсы виртуальных машин, инфраструктуры виртуальных рабочих столов (VDI), аналитические базы данных, производственные базы данных и широкий спектр приложений. В отраслевых отчетах говорится, что приблизительно 40% критических услуг на предприятиях было перенесено из традиционного хранилища высокого класса в СХД AFA.

Новое оптимизированное поколение флеш-накопителей, отличающееся улучшенными показателями производительности, эффективности и надежности, стало новым стандартом устройств, предназначенных для работы с современными приложениями. Оптимизированные решения для флеш-памяти обеспечили быстрый и экономичный способ защиты инвестиций в эпоху SSD. Дополнительные функции корпоративного класса обеспечивают требуемый критическими приложениями уровень стабильности и надежности. Производительность и надежность больше не являются компромиссом. Они оба нужны предприятиям для удовлетворения будущих непредсказуемых потребностей при постоянном увеличении количества информации.

Следующее поколение флеш-массивов будет ориентировано на работу с новыми технологиями All-IP и облачными вычислениями, которые будут применяться как для критически важных приложений, так и для услуг общего назначения. Узнайте, какие современные возможности предлагает вам система хранения данных OceanStor Dorado V3 и компания Huawei в дополнение к постоянным инновациям в сфере All-Flash.