Flash или трэш? Как SSD захватывает сегмент корпоративных СХД

Использование Solid State дисков в системах хранения данных еще несколько лет назад считалось нецелесообразным. Высокая цена, ограниченное количество циклов перезаписи, отсутствие у большинства клиентов потребности в производительности, делали SSD неинтересными для использования в составе СХД.

К сегодняшнему дню ситуация кардинально изменилась и во многих инсталляциях мы рекомендуем использовать СХД на твердотельных дисках.

Традиционный подход

При расчете СХД для баз данных и других требовательных к производительности приложений, обычно отталкивались от реальных требований к IOPS. Заданное число делили на типовое количество IOPS, которые дает один диск (для 7K HDD — это ~100 IOPS, 10K — ~150 IOPS, 15K — ~200 IOPS) и с учетом погрешности на RAID получали количество дисков в СХД. Зная требуемое количество дисков для обеспечения необходимой производительности, далее подбирали диски соответствующего объема под задачи клиента.

Изменения рынка

Первыми проиграли конкурентную борьбу диски SAS 15K. К заказу в составе СХД они уже несколько лет недоступны у ряда производителей, а у которых еще доступны — полностью проиграли SSD по соотношениям цена/производительность, цена/качество. Направление дисков 15K больше не развивается, ни один производитель дисков не анонсирует новые объемы.

Требования к скорости возросли, типовой задачей стало обеспечение производительности от 10 000 IOPS и выше. Используя обычные жесткие диски, мы получаем большие дисковые инсталляции, которые перекрывают все требования по объему и обеспечивают разве что минимальные требования по операциям чтения и записи в секунду. И вот тут на помощь приходят SSD.

Современный подход

По нашему опыту, если у клиента есть необходимость в получении от 5 000 IOPS и выше на блочной системе, СХД с дисками SSD обойдется дешевле как при покупке, так и в течение всего срока эксплуатации. При меньших требованиях к производительности также имеет смысл рассмотреть SSD — в зависимости от бренда СХД, настроек, требуемого дополнительного функционала и сервиса All Flash система и в этом случае может получиться дешевле, чем на HDD.

СХД, полностью построенные на SSD дисках, за последние пару лет стали настолько массовым продуктом, что большинство ведущих производителей уже дополнили свои линейки начального (!) уровня такими моделями.

Что касается интеллектуальных файловых СХД с функциями компрессии, дедупликации, архивации и различной оптимизации, то вендоры класса А уже достигли такой высокой плотности хранения, что эффективный объем значительно превышает сырой дисковый объем (например, по заявлению NetApp, эффективность хранения на All Flash FAS системах достигает четырех раз).

Преимущества систем хранения данных на SSD

1. Линейная производительность. Линейная производительность твердотельных дисков выше традиционных HDD более чем в 10 раз.
2. Производительность в IOPS. Производительность в IOPS SSD выше чем HDD в тысячи и десятки тысяч раз. На момент написания статьи самый быстрый диск, предлагаемый NetApp в составе своих систем (OEM Samsung) выдает 200 000 IOPS, что в двадцать тысяч раз быстрее обычных 7K жестких дисков.
3. Объем одного диска. Объем самого большого, доступного к заказу в составе системы хранения данных SSD составляет 15.3 TB. Для сравнения, максимальный объем HDD 2.5" — 1.8 TB, 3.5" — 12 TB.
4. Надежность и долговечность. Теоретические ограничения на количество операций записи, из-за которых не рекомендовалось использовать SSD в СХД 10-15 лет назад, оказались не достижимыми в реальной эксплуатации. Даже при длительном использовании в высоконагруженных средах, по многолетней статистике производителей, SSD практически не выходят из строя даже при превышении показателя DWPD.
5. Отсутствие вибрации. Использование систем на базе SSD снижает требования к серверному помещению за счет отсутствия вибрации.
6. Экономическая эффективность. Если говорить о блочной СХД с производительностью более 5 000 IOPS, стоимость приобретения и владения системой дешевле систем с HDD за счет следующих факторов:
   — Цена начального приобретения. По мере увеличения мирового объема производства SSD и совершенствования технологии, цена за мегабайт на твердотельных накопителях снижается в среднем в полтора раза за год. На данный момент стоимость приобретения производительной СХД на SSD уже ниже, чем на HDD с таким же показателем IOPS и дисковым объемом.
   — Компактность. СХД на SSD занимает меньше места в стойке. На данный момент на SSD в 2U можно получить 4 800 000 IOPS и 367,2TB сырой емкости.
   — Сниженное энергопотребление и тепловыделение. За счет использования SSD, разница в расходах на электричестве, обеспечении ИБП, охлаждении за три года эксплуатации достигает половины начальной стоимости СХД.
   — Стоимость гарантийного обслуживания. За счет высокой надежности твердотельных дисков, гарантийная поддержка на СХД обходится в ~2.5 раза дешевле в первые три года эксплуатации, и не увеличивается в стоимости в последующие несколько лет.
7. Перспективы. Максимальный объем одного SSD диска увеличивается за год в два раза, а стоимость за терабайт снижает темпами примерно в 1.5 раза в год. На данный момент максимальный объем одного SSD, доступного к приобретению в составе СХД — 15.3 TB. Согласно роадмапу Samsung, в 2017 году поступит в продажу 32 TB SSD, в 2018 — 64 TB, в 2019 — 128 TB.

Flash или трэш?

Развитие технологии SSD уже сейчас достигло уровня, когда все рабочие данные (базы данных, виртуальные машины и пр.) рекомендуется хранить на SSD, а HDD использовать только для архивного хранения медленных, «неважных» данных.

Объем продаж систем с обычными дисками держится примерно на одном уровне, All Flash системы демонстрируют прирост ~20-30% в год. К концу 2017 года, согласно агентству Гартнер, в корпоративном сегменте объем выручки с продаж SSD уже превысит объем HDD.



Ряд наших клиентов после тестирования в своей среде All Flash систем, постепенно отказываются от использования HDD для бизнес-задач. Новые системы под рабочую нагрузку приобретаются только на SSD дисках, а уже имеющиеся СХД на HDD применяются для архивного хранения.

А что выбираете вы — Flash или трэш?