Товарное предложение в сегменте твердотельных СХД

Твердотельную память стали использовать 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 твердотельных дисков уже достаточно созрела для применения в системах хранения корпоративного класса. Стоит также отметить, что включение твердотельных массивов в портфель продуктов ведущих мировых вендоров делает эти СХД доступными и для российских заказчиков. Основные модели твердотельных СХД, представленные на нашем рынке, приведены в таблице.

Характеристики основных моделей твердотельных СХД

Весьма интересен в этом отношении опубликованный в марте «Справочник покупателя» аналитического агентства DCIG, посвященный твердотельным массивам. Предыдущая версия справочника появилась в начале 2013 г., и если в прошлогодний выпуск было включено 34 системы десяти вендоров, то в новый попало уже 39 систем от 20 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. Кроме того, покупатели СХД небольших фирм сильно рискуют из-за того, что их производители в силу своих размеров не обладают финансовой стабильностью и в любой момент могут уйти с рынка.

Плюсы SSD

Рост спроса на твердотельные массивы объясняется двумя факторами. Во-первых, стоимость твердотельных дисков постоянно снижается, и хотя они по-прежнему 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 1 Гбайт данных массивы твердотельных дисков также обеспечивают многократное сокращение энергопотребления и тепловыделения систем хранения за счет отсутствия постоянно вращающихся пластин. И наконец, они занимают меньше места в дата-центре.

Второй фактор – это накопленный за последние годы положительный опыт использования твердотельных дисков, которые, как показывает практика многих корпоративных заказчиков, 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 твердотельные диски 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. Среди таких массивов, доступных сегодня в России, 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 (до прошлого года реселлером Violin Memory являлась HP, но сейчас у компании появился собственный твердотельный массив). Стоит отметить, что первые два твердотельных массива – это разработки специализированных компаний, недавно поглощенных EMC и IBM. Такие же «разработанные с нуля» твердотельные массивы предлагают десятки молодых американских компаний, но в России из-за отсутствия поддержки их продукты не продаются.

Вторую, 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 ПО которых адаптированы к 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 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 (стоит напомнить, что именно увеличение скорости доступа к данным является основным стимулом для внедрения решений на базе твердотельной памяти). 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: ведь 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 ПО и функционал основных моделей, на протяжении 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 ПО auto-tiering, реализующего механизм многоуровневого хранения в пределах одной системы. Стоит отметить и недавнюю реализацию в массиве Dell Compellent SC8000-FS8600 SSD (вышедшем в конце прошлого года) многоуровневого хранения применительно к разным типам твердотельных дисков – наиболее горячие данные в этом массиве хранятся на самых скоростных дисках на базе одноуровневой памяти SLC, а по мере их охлаждения переносятся на более дешевые MLC, а затем на жесткие диски массива. По-видимому, аналогичный механизм с двумя уровнями твердотельных дисков будет использоваться в новых моделях твердотельных массивов и других вендоров.

Дополнительный функционал

Поскольку стоимость хранения данных на твердотельных массивах остается высокой, производители снабжают свои продукты различными интеллектуальными функциями, реализуемыми на уровне как железа, так и софта. Эти функции обеспечивают максимально эффективное использование 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 ПО не входит в базовую конфигурацию, ее нужно приобретать за дополнительную плату.

Прежде всего это функция динамического выделения емкости thin provisioning, позволяющая выделять приложениям из виртуального тома именно столько физической емкости, сколько им требуется сейчас. В некоторых системах реализована функция автоматического освобождения емкости, которая больше не нужна приложениям. Также во многих массивах применяется технология дедупликации (первоначально разработанная для резервного копирования), которая предотвращает повторную запись на диски идентичных наборов данных, и механизмы сжатия данных. «Мгновенные» снимки позволяют многократно сократить емкость, которая используется для хранения данных по их состоянию на определенный момент времени, и при необходимости быстро восстановить прежнее состояние данных либо создать их копию для углубленного анализа данных или тестирования новых приложений. Кроме того, для защиты от аварий в твердотельных массивах, как и в СХД на базе жестких дисков, применяется технология репликации.

Некоторые функции твердотельных массивов специфичны для этого класса СХД, поскольку реализуют механизмы, предотвращающие потерю данных из-за износа ячеек твердотельной памяти. Прежде всего это wear leveling, обеспечивающий равномерное распределение данных по ячейкам твердотельного диска, а также инструменты мониторинга состояния ячеек и выявления сбойных ячеек, в которые нельзя записывать данные.

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, таких, как OLTP-системы, системы бизнес-аналитики, виртуализация серверов и инфраструктура виртуальных десктопов (VDI).

Вернуться на главную страницу обзора «Твердотельные массивы меняют рынок СХД»