Lagringsteknologien som gir et større sprang enn fra HDD til SSD

De siste årene har det blitt en slags vedtatt sannhet at «flash» er det som virkelig gjelder hvis du trenger lagringssystemer med skikkelig ytelse. Men hvor mange er det som faktisk bruker flashteknologi i dag? Akkurat nå tenker du kanskje på den racken med SSD-er dere har stående, men alt som glimrer er ikke gull – og alt minne i fast form er ikke flash.

– Ordet «flash» brukes veldig ofte om SSD-teknologi, selv om det egentlig ikke er det samme. Det er et problem for kundene, og for brukerne der ute, når de skal utforme sine forespørsler. I verste fall ender de opp med å kjøpe noe annet enn det de trenger, sier Tore Thon, lagringsekspert i Pedab.

Et større sprang enn fra harddisker til SSD

SSD-er har i løpet av de siste ti årene gjort underverker for en rekke virksomheter. I forhold til harddisker byr de på lavere strømforbruk, færre mekaniske feilkilder, og kanskje viktigst av alt: vanvittig høy fart. Harddisker har fortsatt sin plass, særlig i situasjoner hvor pris per megabyte er viktig – men det er mange bruksområder hvor ytelsen viktigere.

– Det kom en dreining fra å snakke om hvor mye man kunne lagre til hvor mange I/O-operasjoner disken din klarte å håndtere. Der stilte selvfølgelig SSD i en helt annen liga, men i dag er det latency, altså forsinkelsestider, som har begynt å bli det mest relevante. Om styrkeforholdet mellom HDD og SSD som en tommelfingerregel er én til ti, så er forholdet mellom SSD og flash nærmere én til tolv, uttaler Thon.

For harddisker er forsinkelsen avgjort av hvor raskt platene snurrer, hvor fort lesehodet mekanisk kan bevege seg, og hvor høy belastning det er på hver enhet – typisk mellom 5 og 15 millisekunder. En individuell SSD kan levere flere hundre ganger så mange IOPS som en enkeltstående harddisk, mens forsinkelsestiden synker til rundt ett millisekund.

– Men med flash måler vi forsinkelsen i mikrosekunder. Et mikrosekund er da et tusendels millisekund, og da er vi endelig på samme tidsskala som operasjonene i en CPU. I dag ender ofte prosessoren med å måtte vente på SSD-ene, og den aktive prosesseringstiden ved tunge oppgaver kan være bare fem prosent. Med flash kan du øke dette til 50 prosent. Det gir naturligvis drastisk redusert kjøretid, og kan også åpne for CPU-messig nedskalering, forklarer lagringseksperten.

Dette er forskjellen på flash og SSD

Selve flashteknologien har vært på markedet i snart 20 år, men inntil ganske nylig har det vært veldig dyrt, og rettet mot spesifikke beregningsoppgaver innen seismikk, rakettforskning og astrofysikk. Det er bare rundt de siste fem årene at flash har blitt aktuelt for flere, men i mellomtiden har altså de fleste begynt å omtale SSD som «flash».

– Likheten mellom flash og SSD er at begge består av minnebrikker som holder på data. Jeg vil ikke si at det er dramatiske forskjeller på hvordan disse brikkene er bygget opp; forskjellen ligger i kommunikasjonen til og fra enhetene. Minnebrikkene i en SSD er nemlig satt på en plattform som er identisk med hva du ville brukt for roterende plater, med vanlig SCSI-signalering, forteller Thon.

– En SSD-array vil da kjøre på en bus hvor enheter deler kommunikasjonslinjer. Hver enhet har dessuten en kontroller, som igjen er avhengig av et fastvarelag. Alt dette legger til forsinkelse, og begrenser hvor mange operasjoner som kan utføres. IBM sine flash-systemer benytter til sammenlikning en kombinasjon av X-Bar og FPGA. Hver enkelt flashmodul har da sin egen fysiske prosessor som på god gammel måte programmeres direkte i BIOS til å gjøre én eneste ting, nemlig å håndtere IO. Alt annet er skrellet vekk.

Ikke lenger forbeholdt rakettforskere

Hvis man ønsket å bruke flash utenfor romforskning var det lenge kun dedikerte innstikkskort, eller flashteknologi som del i et større system, som var realistiske alternativer. Dette begynte å endre seg da IBM kjøpte Texas Memory Systems, som brukte FPGA-teknologi for å gi slike brukere med spesialiserte behov ytelsen de behøvde. 

– Til å begynne var disse systemene designet kun for å være raske, for å møte svært spesialiserte behov. Kunder innen mer kommersielle bruksområder, som bank, forsikring, helse og offentlig sektor, har imidlertid flere behov enn hastighet. Det IBM derfor har gjort de siste årene, i tillegg til å videreutvikle ytelsen, er å sørge for at redundansen og påliteligheten i disse systemene er fullt på høyde med hva som helst annet innen enterprise-markedet, slår Thon fast.

Et eksempel på bruk hvor ekte flash virkelig får skinne er i sanntidsanalyse. Se for deg et kredittkortselskap – hver gang et kort blir trukket må selskapet umiddelbart klare å avgjøre om transaksjonen skal godkjennes, eller om den ser ut som svindel. Det må gjøres oppslag i flere registre samtidig, og konklusjonen må nås med minst mulig ventetid.

– Men du trenger ikke jobbe med kredittkort for å dra nytte av flash. Vi har kunder som har redusert sine batch-jobber fra mange timer ned til få minutter, kun ved å installere flashteknologi i stedet for tradisjonell spindelbasert lagring. Kort sagt, hvis du har lagringsbehov fra 5 TB og oppover, og du kjører IO-krevende oppgaver som datavarehus, databaser, ERP-systemer eller liknende – da er lynraske, flash-baserte lagringssystemer noe du virkelig bør vurdere.