Enterprise Solid State Drives – Optimale Nutzung im Rechenzentrum

Enterprise Solid State Drives im Rechenzentrum

Schnelle Zugriffszeiten und geringer Energieverbrauch: Enterprise-SSDs werden für den Einsatz im Rechenzentrum immer interessanter. Vor allem bei Tiered-Storage-Architekturen zeigen die neuen Speicher ihre Stärken und lassen sich ideal mit herkömmlichen Festplatten kombinieren.

Datenbanken, Anwendungen, Feeds, soziale Netzwerke, E-Mails, Bilder, Videos, Sensoren – die stetig anschwellende Datenflut hat viele Quellen und vor allem eine Konsequenz: Viele herkömmliche IT- und Storage-Infrastrukturen stoßen an ihre Grenzen. Unternehmen sind deshalb zunehmend auf intelligente Speichertechnologien angewiesen, die große Kapazitäten mit kurzen Zugriffszeiten kombinieren und dabei kosteneffizient sind. Noch dominieren herkömmliche Festplatten den Markt. Aufgrund ihrer höheren Speicherdichte können sie mehr Daten pro Volumeneinheit speichern als DRAM oder Flash-SSDs – und so bei einem niedrigeren Preis -eine höhere Speicherkapazität bieten. Doch die Bedeutung von Enterprise Solid State Drives (eSSDs) nimmt stetig zu. Ihre größte Stärke: Da sie keinen Schreib-Lesekopf zum Einlesen der Daten in Position bringen müssen, bieten sie einen erheblich schnelleren Datenzugriff als herkömmliche Festplatten.

Ein weiterer Vorteil ist der geringere Energieverbrauch. Die meisten SSDs basieren auf NAND-Flash-Speichern, die Daten aufbewahren können, ohne dabei ständig mit Strom versorgt werden zu müssen. Da sie außerdem Festkörperspeicher verwenden und dadurch über keine mechanischen Teile verfügen, sind sie sehr stoß- und vibrationsresistent. Dies führt zu einem geringen Risiko mechanischen Versagens, weshalb sich eSSDs als verlässliche Technologie für die Speicherung unternehmenskritischer Daten geradezu anbieten. Ein wesentlicher Treiber für die Verbreitung von SSDs in Unternehmen ist auch die Virtualisierung. Immer mehr Unternehmen greifen über virtuelle Desktops auf Daten aus der Cloud zu. Dadurch werden die Server stark in Anspruch genommen und es entstehen I/O-Bottlenecks. Mit ihren schnellen Zugriffszeiten und dem damit einhergehenden hohen Input/Output pro Sekunde (IOPS), schaffen eSSDs auch hier zuverlässig Abhilfe.

Nur noch geringe Abstriche bei der Kapazität. Wenn die Kapazität der -Solid State Drives weiter steigt und die Preise sinken, wird der Einsatz von eSSDs auch im Rechenzentrum schneller zunehmen. Die Abstriche, die Unternehmen bei der Kapazität machen müssen, sind heute schon gering. So bietet Toshiba beispielsweise eine eSSD mit 1,6 TB an. Es handelt sich dabei um eine eSSD mit NAND-Technologie, die auf einer im 19-Nanometer-Fertigungsverfahren produzierten Enterprise Multi-Level Cell (eMLC) basiert. Neben einer Speicherkapazität von 1,6 TB bietet sie eine Übertragungsrate bis zu 12 Gbit/s mit einer SAS-3.0-Schnittstelle. Auch in puncto Zuverlässigkeit können die Laufwerke überzeugen: Der Schutz der gespeicherten Daten wird unter anderem durch die robuste und effiziente Quadruple-Swing-By-Code-Technologie (QSBC) sichergestellt.

Würden alle HDDs in einer Storage-Infrastruktur durch SSDs ersetzt, hätte das eine dramatische Performance-Verbesserung zur Folge. Aber die Kosten einer solchen Lösung -wären extrem hoch. Und genau genommen besteht auch gar keine Notwendigkeit dazu, denn in einem Storage-System wird nicht auf alle Daten mit derselben Frequenz zugegriffen. Stattdessen lassen sich drei unterschiedliche Kategorien feststellen: Daten mit hohen, mittleren und geringen Zugriffswerten. Auf Basis dieser Klassifizierung ist es möglich, in Form von Tiered-Storage-Architekturen hochperformante und gleichzeitig kosteneffiziente Systeme aufzubauen.

In der PX03SN-Serie bietet Toshiba eSSDs mit  NAND-Technologie an, die auf einer im 19-Nanometer-Fertigungsverfahren produzierten Enterprise  Multi-Level Cell (eMLC) basieren. Die eSSDs verfügen  über Speicher­kapazitäten von 200, 400, 800 GB  oder 1,6 TB und bieten Übertragungsraten  von bis zu 12 Gbit/s mit einer SAS-3.0-Schnittstelle.

In der PX03SN-Serie bietet Toshiba eSSDs mit NAND-Technologie an, die auf einer im 19-Nanometer-Fertigungsverfahren produzierten Enterprise Multi-Level Cell (eMLC) basieren. Die eSSDs verfügen über Speicher­kapazitäten von 200, 400, 800 GB oder 1,6 TB und bieten Übertragungsraten von bis zu 12 Gbit/s mit einer SAS-3.0-Schnittstelle.

Mit einem automatisierten Datenmanagement lassen sich dabei die Vorteile von eSSDs und HDDs ideal miteinander kombinieren. Das Grundprinzip dieser Architekturen: Daten werden auf unterschiedlichen Ebenen gesichert und zwar abhängig von den Anforderungen hinsichtlich Kosten, Performance, Verfügbarkeit, Sicherheit und Datenbereitstellung. Für die mittel- bis langfristige Datenhaltung kommen dabei HDDs und für den schnellen Zugriff auf kritische und wichtige Daten SSDs zum Einsatz. Insgesamt vier Ebenen weist eine solche Tiered-Storage-Architektur auf:

Tier 0 für hohe Geschwindigkeit:
Auf Ebene 0 sollten neue Enterprise Solid State Drives eingesetzt werden, die Hochverfügbarkeit und einen sehr hohen Datendurchsatz bieten. Das wichtigste Feature auf diesem Tier ist die hohe Performance, das heißt, dass User immer einen unmittelbaren Datenzugriff haben. Hier sollten sich die unternehmenskritischen Informationen befinden, auf die schnell und von einer großen Anzahl an Usern zugegriffen werden muss: zum Beispiel Datenbanken oder E-Mail-Konten.

Tier 1 für häufigen Datenzugriff:
Ebene 1 ist für die Daten geeignet, auf die häufig zugegriffen werden muss. Es empfehlen sich SAS-HDDs der High-End-Klasse mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 15.000 rpm. Sie sind die ideale Kompromisslösung im Hinblick auf Energieverbrauch, Latenz- und Zugriffszeit.

Tier 2 für Performance und Kapazität:
Tier 2 sollte für Anwendungen mit direktem Speicherzugriff genutzt werden, die eine hohe Kapazität erfordern. Ideal geeignet sind hier schnelle SAS-HDDs mit 10.000 rpm. Sie bieten unter allen HDD- und SSD-Lösungen die beste Ausgewogenheit zwischen Performance, Kapazität und Preis.

Tier 3 für die digitale Historie:
Der letzte Layer im Bereich Enterprise Storage umfasst geschäftskritische Daten, die zwar nicht täglich benötigt werden, die aber gespeichert und archiviert werden müssen. Es empfehlen sich Nearline-HDDs mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 7.200 rpm und geringen Kosten pro Gigabyte.

Die Vorteile eines solchen Systems sind weitreichend. Toshiba-Berechnungen am Beispiel einer 300 TB großen Storage-Architektur zeigen das deutlich. So bietet hier eine Tiered-Storage-Lösung im Vergleich zu einem herkömmlichen rein HDD-basierten Ansatz eine Performance-Verbesserung im Hinblick auf den IOPS-Wert um annähernd das 7,5-Fache. I/O-Bottlenecks können damit entscheidend beseitigt werden. Außerdem werden bei einem mehrstufigen Storage-System rund zwei Drittel weniger Laufwerke benötigt und der Energieverbrauch wird um rund 55 Prozent vermindert. Nicht zuletzt führt eine Tiered-Storage-Architektur auch zu geringeren Total Cost of Ownership (TCO).


autor_nick_spittleNick Spittle ist General Manager
Product Management bei
Toshiba Electronics Europe 

 

 

Titelbild: © OleksiyMark/shutterstock.com