Первый российский форум компании Violin Memory, проведенный в Москве 25 сентября под слоганом Russia Goes Flash, собрал более сотни ведущих ИТ-специалистов крупных организаций из банковской, телекоммуникационной, энергетической и других отраслей. Стратегическим партнером мероприятия, на котором рассматривался широкий спектр вопросов флеш-технологий, выступила компания «Крок».

Максим Зубарев: «Флеш-технологии привели к наиболее важным изменениям, которые произошли за последние 25 лет в центрах обработки данных»

«Флеш-технологии привели к наиболее важным изменениям, которые произошли за последние 25 лет в центрах обработки данных, сократив отставание роста производительности систем хранения от темпов совершенствования вычислительных и сетевых средств», — подчеркнул Максим Зубарев, глава представительства Violin Memory в России и других странах СНГ.

По мере снижения стоимости и совершенствования технологий системы хранения на базе флеш-памяти приобретают все большую популярность. Аналитики утверждают, что именно сейчас начинается этап внедрения полностью твердотельных массивов высокой емкости.

По оценкам IDC, сектор полностью твердотельных массивов ежегодно увеличивается почти на 60%, и в 2016 году его объем достигнет 1,6 млрд долл., а емкость таких массивов, поставленных заказчикам, возрастет с 31 Пбайт в 2012-м до 611 Пбайт в 2016 году; за тот же период удельная стоимость твердотельных накопителей упадет с 8,15 долл. до 1,07 долл. за гигабайт — такие данные привел Сергей Прохоров, эксперт совета ИТ-директоров журнала «Директор информационной службы». В IDC полагают, что уже в следующем году 80% всех проданных систем хранения будет поддерживать установку твердотельных дисков или плат флеш-памяти, а в 2017 году 45% всей поставленной емкости хранения придется на флеш-память.

К очевидным достоинствам подобных решений относятся кратное увеличение производительности бизнес-приложений, а также колоссальная экономия, достигаемая за счет консолидации серверов и сокращения затрат на программные лицензии, считает Мик Бредли, управляющий директор Violin Memory в странах Европы, Ближнего Востока и Африки.

Все эти факторы способствуют динамичному развитию бизнеса Violin Memory, в том числе в нашем регионе. Основная задача компании – выйти на уровень прибыльности в 2016 году (см. «Увертюра для ‘Скрипки’», Computerworld Россия, № 18, 2014).

«Мы уже поставили заказчикам два десятка систем Violin Memory, что совсем неплохо для нового рынка», — отметил Зубарев.

Представители ряда организаций, где уже установлены флеш-массивы Violin Memory, познакомили участников форума с результатами внедрения.

По словам Максима Березина, руководителя виртуального ЦОД компании «Крок», установка полностью твердотельных систем хранения не только позволила устранить взаимовлияние арендаторов облачных ресурсов во время пиковых нагрузок, но и обеспечила возможность гарантированного предоставления клиентам нескольких уровней производительности систем хранения.

В «Райффайзенбанке», как следует из доклада Александра Казакова, начальника управления технологической инфраструктуры, переход на системы хранения, построенные на флеш-памяти, обеспечил создание масштабной инфраструктуры виртуальных рабочих мест и позволил сократить расходы, площади, а также ресурсы инженерных систем по сравнению с использованием традиционных дисковых систем.

«Переход на полностью твердотельные массивы компании Violin Memory не требует каких-либо значительных изменений ИТ-архитектуры, что обеспечивает их развертывание в короткие сроки», — подчеркнул Виктор Кузьменко, начальник отдела системного администрирования компании «Ингосстрах», где флеш-технологии используются для повышения эффективности транзакционных систем и систем оперативной аналитики.

Знакомство потенциальных заказчиков с успешными примерами применения продуктов Violin Memory, а также активная работа с партнерами, полагают в компании, позволят довести к концу года число установленных в нашем регионе дисковых массивов Violin до трех десятков.

Таким планам могла бы способствовать программа «попробуй и купи», о возможном развертывании которой заявил на форуме Борис Бобровников, генеральный директор «Крока».

Очередной твердотельный накопитель Samsung изготовлен по новейшей технологии 3D V-NAND, предусматривающей размещение микросхем друг над другом, подобно этажам в небоскребе. Источник: Samsung

Компания Samsung повысила планку емкости своих твердотельных накопителей, доведя ее до 3,2 Тбайт.

Рекордный объем имеет модель SM1715, отличающаяся повышенной надежностью и устойчивостью к сбоям. Цены на устройство пока не объявлены. Как правило, Samsung начинает поставки твердотельных накопителей через несколько месяцев после запуска их в производство.

До недавнего времени наибольший объем имела модель XS1715, обладающая емкостью 1,6 Тбайт и предназначенная для корпоративных клиентов. Она может похвастаться высоким быстродействием, надежностью и эффективностью энергопотребления.

Твердотельные накопители используются корпоративными клиентами, как правило, в качестве массивов хранения или серверных буферов, в которых временно хранятся обрабатываемые данные. В отличие от жестких дисков с интерфейсом SATA и старых устройств SSD модель SM1715 подключается к разъему PCI-Express 3.0.

Компания Samsung оснащает интерфейсами PCI-Express 3.0 накопители, чья емкость превышает 3 Тбайт. Устройства, подключаемые к шине PCI-Express, поддерживают протокол NVMe (NVM Express), предназначенный для высокоскоростных твердотельных накопителей.

Очередной твердотельный накопитель Samsung изготовлен по новейшей технологии 3D V-NAND, предусматривающей размещение микросхем друг над другом, подобно этажам в небоскребе. Чипы хранения связаны друг с другом тонким высокоскоростным соединением TSV (Thru Silicon Via). Использование новых технологий помогает повысить производительность по сравнению с традиционными устройствами SSD, в которых микросхемы, где хранятся данные, размещены рядом друг с другом.

Согласно измерениям, произведенным Samsung, скорость последовательного чтения нового накопителя составляет 3000 Мбайт/с, а последовательной записи – 2200 Мбайт/с. При произвольной выборке данных скорость чтения оценивается в 750 тыс. IOPS (операций ввода-вывода в секунду), а скорость записи – в 130 тыс.

Модель SM1715 будет поставляться и в версии, имеющей объем 1,6 Тбайт.

Себастьян Краузе: «Заказчикам необходимы решения для более быстрого и надежного доступа к растущим массивам данных»

18 сентября в Москве прошел форум IBM Fast Data Forum 2014, в ходе которого корпорация представила текущую стратегию в области хранения данных. Эффективность этой стратегии была проиллюстрирована информацией о нескольких проектах, выполненных IBM в интересах крупного российского бизнеса.

Стратегия

Как пояснил Себастьян Краузе, вице-президент IBM по продажам систем хранения, заказчикам сейчас необходимы решения для более быстрого и надежного доступа к растущим массивам данных, поэтому акцент в названии форума и сделан на «переходе от Больших Данных к Быстрым Данным».

Чтобы осуществить этот переход, инженеры корпорации ведут разработки в трех ключевых направлениях: развитие программно-конфигурируемых систем хранения Software-Defined Storage Platforms (SDS-P), совершенствование систем хранения за счет применения твердотельных накопителей, а также повышение эффективности технологий виртуализации для оптимального расходования ресурсов ЦОД.

IBM предлагает несколько готовых решений для построения инфраструктуры SDS-P. Это независимые от аппаратного обеспечения программные технологии, такие как файловая система Elastic Storage, осуществляющая автоматическое управление данными на локальном и глобальном уровнях. Также IBM предлагает программное обеспечение для виртуализации систем хранения – SAN Volume Controller, позволяющее клиентам виртуализовать инфраструктуру для быстрой и надежной передачи данных по гетерогенным системам хранения.

В продуктах IBM активно используется флэш-память. По словам Краузе, отрасль практически достигла той точки, когда твердотельные накопители начинают вытеснять обычные жесткие диски в корпоративных системах хранения. Одновременно корпорация ведет разработки перспективных систем Storage Class Memory (SCM).

Как пояснил вице-президент по объектно-конфигурируемым и файловым системам хранения IBM Systems&Technology Group Кришна Натан, SCM — даже не технология, а совершенно новый класс устройств хранения. По сути, это новый тип энергонезависимой памяти, по надежности сопоставимой с обычной оперативной памятью DRAM. По скорости доступа к данным системы SCM занимают промежуточное положение между памятью DRAM и NAND, а их энергоэффективность в десять раз выше, чем у обычных жестких дисков.

«Первые такие устройства уже представлены на рынке, но они пока не стали мэйнстримом. Зато через три-пять лет продукты SCM будут ключевыми элементами при построении инфраструктуры хранения», — предрекает Натан.

Проекты

На форуме были представлены два крупных проекта, выполненные при участии IBM: завершение второго этапа работ по оптимизации ИТ-инфраструктуры «МДМ Банка», а также завершение первой стадии работ по оптимизации систем автоматизированного управления предприятием компании «Северсталь».

Как сообщил Эллиот Гойхман, директор по информационным технологиям «МДМ Банка», первый этап проекта с использованием технологий IBM, реализованный в феврале 2014 года, обеспечил банку катастрофоустойчивость ключевых автоматизированных банковских систем. На второй стадии, об окончании которой было объявлено в ходе форума, банку требовалось создать надежную и экономичную платформу для ряда критически важных приложений, таких как система выдачи кредитов, процессинговые системы и CRM. Задача была выполнена с применением комплексного решения IBM на базе систем хранения IBM Storwize и IBM FlashSystem, полностью построенной на флэш-памяти.

В результате емкость системы хранения увеличилась в 1,7 раза, что позволило банку отложить закупку нового оборудования хранения на два ближайших года. Одновременно значительно выросла производительность системы – до семи раз, в зависимости от типа решаемых задач. В пять раз сократилась площадь, занимаемая стойками с оборудованием системы хранения в корпоративном дата-центре банка.

В «Северстали» технологии IBM использовались для совершенствования систем управления предприятием. С 2012 года компания внедряет новое поколение бизнес-приложений на основе платформы SAP HANA. По мере развития этого проекта увеличивались объемы хранимых и обрабатываемых данных и число одновременно работающих пользователей бизнес-систем. В определенный момент обнаружилось, что прежние дисковые массивы перестали отвечать нужному уровню производительности, пояснил Юрий Шеховцов, директор по информационным технологиям компании «Северсталь».

Модернизация массивов стала одной из главных составляющих ИТ-стратегии «Северстали» на период до 2017 года. В сентябре 2014 года завершена первая стадия этого проекта с использованием оборудования IBM. Предложенное ее специалистами решение основывалось на использовании усовершенствованных методов управления ИТ-инфраструктурой и применении современных технологий хранения, в том числе системы IBM FlashSystem, а также средств виртуализации дисковых массивов IBM SAN Volume Controller. В развитие проекта «Северсталь» планирует, усовершенствовав системы мониторинга, управления и анализа инфраструктуры, добиться высокоэффективной работы всего комплекса бизнес-приложений и в дальнейшем сформировать качественно новую среду программно-конфигурируемого хранения.

Новые твердотельные накопители Micron Technology — M600 — снабжены чипом, переключающим режим работы флэш-памяти между высоким быстродействием и высокой емкостью.

M600 — это SSD на флэш-памяти, изготавливаемой с помощью фотолитографии с разрешающей способностью 16 нм. Источник: Micron

M600 — это SSD на флэш-памяти NAND, изготавливаемой с помощью фотолитографии с разрешающей способностью 16 нм. До этого в Micron применяли техпроцесс 20 нм; как сообщают в компании, благодаря повышению плотности флэш-памяти цену за гигабайт удалось уменьшить до 45 центов.

Скорость последовательного считывания у M600 составляет 560 Мбайт/с, скорость записи — 510 Мбайт/с. Скорость считывания и записи в случайном порядке составляет 100 тыс. и 88 тыс. операций ввода-вывода в секунду соответственно.

SSD отвечает американским государственным стандартам защищенности за счет поддержки аппаратного шифрования данных по алгоритму AES с 256-разрядным ключом. Накопитель относится к классу «клиентских», то есть предлагается для установки в ноутбуки, нетбуки, рабочие станции и настольные ПК.

M600 выпускается в трех формфакторах: SSD 2,5 дюйма, карта mSATA и Memory Stick M.2. Последние два варианта доступны с емкостью 128 Гбайт (цена в США — 80 долл.), 256 Гбайт (140 долл.) и 512 Гбайт (260 долл.). SSD 2,5 дюйма помимо перечисленных емкостей также предлагается в терабайтном варианте за 450 долл. При заказе больших партий предоставляются скидки, сообщают в компании.

Хотя новый клиентский накопитель Micron — не самый дешевый на рынке, по цене он примерно соответствует продуктам потребительского класса. К примеру, SanDisk недавно выпустила твердотельный накопитель Ultra II, стоимостью за гигабайт у которого — около 44 центов. В нем используется флэш-память NAND на трехуровневых ячейках, то есть в каждой ячейке хранится по три бита — на сегодня это самая высокая плотность в отрасли. Но с ростом количества бит на ячейку увеличивается и вероятность ошибок, соответственно, требуются более сложные механизмы коррекции.

В Micron вместо повышения количества бит на ячейку и увеличения резервной емкости SSD воспользовались технологическим процессом с более высокой разрешающей способностью и снабдили накопитель микропрограммным обеспечением под названием Dynamic Write Acceleration, которое меняет режим работы ячеек между одноуровневым, в котором достигается максимальное быстродействие, и многоуровневым, в котором, в свою очередь, максимальна емкость.

«Накопитель динамически переключается между двумя этими режимами, — пояснил Джон Тэнгай, старший инженер по техническому маркетингу. — При записи новых данных для повышения быстродействия используется одноуровневый режим».

По его словам, быстрый первый уровень используется в качестве кэша переменного размера, что позволило отказаться от использования большой резервной емкости. «Данный метод дает возможность справляться со скачкообразными нагрузками, характерными для клиентских SSD, — отметил Тэнгай. — В отличие от последних, твердотельные накопители, используемые в центрах обработки данных, обычно нагружаются более равномерно».

Но из-за постоянного переключения режима работы флэш-памяти растет объем данных, которые нужно стирать и перезаписывать, — увеличивается эффект «усиления записи» (write amplification); при этом срок службы флэш-памяти сокращается.

Как утверждает Тэнгай, возрастание коэффициента усиления записи, обусловленное использованием Dynamic Write Acceleration, находится в «контролируемых пределах». По его словам, чтобы компенсировать усиление записи, накопитель активнее пользуется командой TRIM, благодаря чему блоки данных, отмеченные в качестве удаленных файловой системой, физически высвобождаются на SSD быстрее.

Благодаря совместному использованию TRIM и Dynamic Write Acceleration в Micron увеличили общий срок службы накопителей — чем больше емкость, тем он продолжительнее.

Предыдущий клиентский SSD компании позволял записать около 72 Тбайт до первых отказов, тогда как у самого вместительного из серии M600 этот показатель — в четыре с лишним раза больше. На накопители емкостью 128 Гбайт можно записать 100 Тбайт, на 256-гигабайтные — 200 Тбайт, на 512-гигабайтные — 300 Тбайт, а на терабайтный — 400 Тбайт, сообщают в компании.

PCIe FlashMAX III — серверная флэш-карта нового поколения, предназначенная для повышения производительности СУБД и других программных систем. Источник: HGST

Массового появления в смартфонах и ЦОД технологий хранения, превосходящих по быстродействию флэш-память NAND, судя по всему, не произойдет в течение еще нескольких лет, однако подготовительные работы к созданию более производительного оборудования ведутся уже сегодня.

На конференции Flash Memory Summit, проходившей в Санта-Кларе, разработчики подразделения Western Digital HGST продемонстрировали самый быстрый в мире на сегодняшний день твердотельный накопитель.

Как и любые другие модели SSD, новый накопитель подключается к интерфейсу PCIe. Но это уже не просто устройство хранения, а платформа для демонстрации возможностей интерфейса с низкой задержкой, который компания создавала с прицелом на перспективные твердотельные разработки. В драйвере Linux на сервере и во встроенном программном обеспечении твердотельного накопителя реализован новый экспериментальный протокол связи.

По словам вице-президента HGST по маркетингу продуктов SSD Ульриха Хансена, в твердотельном накопителе используется память с изменением фазового состояния (phase change memory, PCM) – развивающаяся технология, благодаря которой компьютер сможет обмениваться данными с носителем гораздо быстрее, чем с флэш-памятью NAND. Если память NAND на обработку запроса тратит около 70 микросекунд, то PCM выполняет те же самые действия за 1 микросекунду. Однако пройдет не менее двух-трех лет, прежде чем устройства PCM станут достаточно дешевыми, для того чтобы конкурировать с флэш-памятью.

Есть и еще две технологии, которые претендуют на роль более быстрой и устойчивой альтернативы флэш-памяти. Речь идет о резистивной памяти с произвольным доступом (resistive random-access memory, RRAM) и магниторезистивной оперативной памяти (magnetic RAM, MRAM). При использовании технологий с малым временем задержки, к которым относится и PCM, существующие интерфейсы не дают возможности в полной мере воспользоваться всеми преимуществами производительности. Даже интерфейс NVM, который должен стать стандартом высокоскоростного подключения флэш-памяти, для нового поколения носителей превращается не в ускоритель, а в узкое место.

«Причина выбора нами технологии с изменением фазового состояния заключается в том, что она доступна уже сегодня и обладает всеми необходимыми атрибутами, – указал Хансен. – Вместе с тем, трудно прогнозировать, какая из развивающихся технологий памяти в конечном итоге первой будет реализована в готовых продуктах».

У памяти PCM данные хранятся в стеклоподобных соединениях металлов халькогенидах, которые при подаче напряжения переходят из газового состояния в кристаллическое. Различные состояния вещества (над жидким пока проводятся эксперименты) могут использоваться для представления единиц и нулей в двоичных данных. Задействуя дополнительные состояния, разработчики смогут размещать больше данных в одном и том же пространстве.

«Интерфейс HGST работает поверх стандартного PCIe, через который данные из флэш-памяти переносятся на компьютер (возможностей его должно хватить надолго), – сообщил Хансен. – Высокоуровневый интерфейс определяет порядок передачи и инициирования команд, уведомляя сервер о завершении операций передачи. HGST разрабатывался не для того, чтобы вытеснить NVM, и зайдет ли речь о взаимодействии с другими открытыми стандартами, пока не ясно. Но NVM будет развиваться, не так ли? Поэтому кто знает, чем все это закончится».

На Flash Memory Summit сотрудники HGST представили ускоритель PCIe FlashMAX III, серверную флэш-карту нового поколения для повышения производительности СУБД и других приложений, а также программное обеспечение ServerCache, превращающее любой твердотельный накопитель, подключенный к серверу, в кэш-память. В ServerCache используется технология, полученная HGST после приобретения компании Velobit и позволяющая более эффективно использовать емкость твердотельного накопителя.