All-flash СХД: перспективы и проблемы

Что такое All-flash

All-flash – это системы хранения данных в электронном виде. В отличие от СХД на жестких дисках (HDD), у СХД на твердотельных носителях (SSD) отсутствуют движущиеся детали точной механики, которая перемещает и позиционирует магнитные головки для считывания-записи по дискам в HDD. Поэтому при поиске данных в них не возникает задержек из-за вращения дисков, следовательно, скорость отклика у системы хранения на базе SSD значительно выше, чем у HDD.

У SSD два основных недостатка. Во-первых, пока еще высокая цена. Во-вторых, меньшее число циклов перезаписи по сравнению с HDD. Впрочем, ниже мы покажем, что это несколько надуманная проблема. Кроме того, есть некоторое ограничение по емкости, вызванное ограничениями плотности элементов памяти на единице площади кристалла кремния в микросхемах SSD. Однако прогресс технологий в ближайшем будущем должен минимизировать оба недостатка.

Например, опережающее падение цен на SSD привело к тому, что некоторые модели стоят по 10 центов за гигабайт. Например, накопитель объемом 1 ТБ сейчас можно найти менее, чем за 100 долларов.

Прогнозы аналитиков IBM, Oracle и пр. говорят о том, что через 2-3 года цены в пересчете на терабайт как на SSD (NAND Flash), так и на HDD (Disk) практически сравняются.

К неоспоримым преимуществам SSD следует также отнести меньшее потребление электроэнергии, поскольку накопители HDD затрачивают много электроэнергии на механическое вращение дисков и перемещение магнитных головок к нужному сектору с данными.

Кроме того, технологии All-flash бурно развиваются в сторону увеличения объема хранимых данных на единице площади кристалла за счет «объемной» технологии 3D NAND, которая позволяет резко повысить плотность хранения данных на кристалле SSD.

Однако у этой замечательной технологии есть и свои проблемы. В первую очередь это сложность производства. Многочисленные слои 3D NAND подвержены внутренним напряжениям (механическим). Любой дефект во внутренних каналах, пронизывающих слои (high aspect-ratichannels), может создать короткое замыкание и взаимную интерференцию сигналов, проходящих по соседним каналам. Также требуются чрезвычайно высокая точность нанесения слоев и исключительный контроль производственного процесса. Это существенно удорожает производство, поэтому цены SSD, несмотря на кажущуюся простоту по сравнению с высокоточной механикой в HDD, продолжают держаться выше HDD.

Пока же на рынке систем хранения преобладают массивы на магнитных дисках HDD. Получают распространение гибридные массивы: HDD для долговременного хранения, SSD – для кратковременного хранения данных, обращения к которым происходят чаще, следовательно, для них нужна меньшая задержка. Часто это очень критично для бизнеса – задержка в несколько десятков миллисекунд может нарушить плавность хода производственного или бизнес-процесса. Задержка записи-считывания в накопителях SSD меньше в разы, а то и на порядки.

Гибридные массивы HDD/SSD используются в случаях, когда требуется баланс между производительностью и экономичностью. Используя их можно выбрать оптимальное соотношение производительности и емкости. Важное преимущество таких массивов – возможность легко добавлять флеш-диски SSD по мере необходимости.

Когда и зачем нужны All-flash

Системы хранения All-flash строятся целиком на твердотельных дисках SSD. Почему-то их продолжают называть дисками, хотя внутри них никаких дисков нет, а есть только микросхемы памяти. Наверное, потому что, будучи заключенными в стандартный корпус 2,5 или 3,5 дюйма, они выглядят одинаково.

Если заказчику в любой отрасли нужна максимальная производительность СХД, то альтернативы твердотельным накопителям All-flash сейчас нет. Если объем хранимых данных невелик, то часто гибридные СХД с учетом стоимости лицензии на многоуровневое хранение и их меньшей производительности проигрывают All-flash системам, которые оказываются быстрее, проще и дешевле. Применение встроенных механизмов дедупликации и сжатия данных в твердотельных СХД при сохранении достаточной производительности уже сейчас позволяет в ряде случаев получать более выгодные решения, чем на гибридных системах.

All-flash предпочтительнее для использования в аналитике больших данных, нейросетях, видеоаналитике и других приложениях, которые требуют более низких задержек обмена данными.

В последнее время наметилась тенденция перемещения вычислений непосредственно в памяти, чтобы избежать задержек на пересылку данных между СХД и серверами через объединительные панели, интерфейсы, протоколы и пр. При этом не только увеличивается задержка, но и ерастет энергопотребление. Поэтому для больших данных и нейросетей все больше применяются системы с вычислениями в памяти (in-memory), а они легче всего реализуются на All-flash.

Традиционные архитектуры не могут выполнить в оперативной памяти весь объем вычислений с промежуточным хранением результатов. Поэтому периодически приходится отправлять их в СХД на HDD или SSD. Хотя SSD имеет гораздо более низкую задержку, это несильно помогает ускорить вычисления. Много времени тратится на пересылку данных между ОЗУ (Memory) и СХД (Storage), которой управляет процессор (CPU), что «отъедает» его вычислительную мощность.

Поэтому эмуляцией ОЗУ в наиболее быстродействующей памяти NVMe SSD можно добиться значительного ускорения вычислений.

В частности, это требуется при использовании нейронных сетей, например, для распознавания лиц. Если не использовать in-memory, то распознавание лица человека или, что сложнее, определение его личности может занять достаточно длительное время.

Вытеснят ли All-flash магнитные диски HDD

Вытеснят ли в обозримой перспективе накопители All-flash магнитные диски HDD или все же All-flash не всегда будет иметь преимущества перед HDD, несмотря на прогресс технологий?

Накопители HDD можно условно поделить на два больших класса – быстрые и емкие.

Первые из них уже сейчас стремительно вытесняются SSD и относительно скоро их производство, видимо, будет прекращено из-за падения спроса.

Перспективы емких HDD выглядят более оптимистично. Пока это наиболее экономичный способ хранения больших объемов данных. Поскольку сейчас магнитные диски практически достигли физического предела плотности магнитной записи, то дальнейшая судьба дисковых накопителей будет зависеть от успешности внедрения новых физических принципов записи – HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording) и MAMR (Microwave Assisted Magnetic Recording).

Отдельно стоят ленточные накопители, обладающие уникальными преимуществами. Скорее всего, в обозримом будущем ленты не выйдут из употребления и на них продолжат хранить колоссальные объемы данных, в основном архивных.

В целом сосуществование HDD, гибридных HDD/SSD и All-flash продолжится еще достаточно долго, поскольку у каждого типа хранилища есть свои преимущества и области применения.

Проблема ограничения числа перезаписей полупроводниковых ячеек в SSD NAND

Хотя заявляемые характеристики допустимого числа перезаписей ячеек памяти SSD ниже, чем в HDD (там она практически не ограничена), однако опыт IT-компаний говорит о том, что серьезность этой проблемы несколько преувеличена в восприятии инженерного сообщества.

Хотя число перезаписей (изменения типа заряда под затвором полевого транзистора) в SSD действительно ограничено, однако надо иметь в виду следующее:

• Число перезаписей сильно зависит от качества и точности изготовления полупроводникового элемента SSD на заводе по производству микросхем. Это очень сложный процесс, требующий высочайшей чистоты воздуха (считается число пылинок в кубическом метре). Высокое значение имеет механическая точность устройств фотолитографии и нанесения слоев полупроводника и металла на кристаллическую подложку. Если все выполнено безупречно, то и полупроводниковый элемент будет работать долго и надежно. В реальности же для параметра количества перезаписей выбирается некоторая усредненная величина, которая учитывает разные условия производства на разных фабриках, в разных географических местах, как совершенные, так и не очень. А климат и окружающая среда достаточно сильно влияют на т. н. коэффициент выхода годных изделий на заводах полупроводниковых микросхем. Лучше всего их размещать в регионах с сухим и жарким климатом – например, в штате Аризона, где даже пшеницу хранят без элеваторов под открытым небом. Однако там высока стоимость рабочей силы. А например, в Малайзии, где климат жаркий и влажный, много дождей, а культура производства зависит от местного персонала, выход годных изделий снижен, как и показатель продолжительности работы ячейки памяти SSD. Поэтому в интегральном показателе учитывается некое усредненное значение. HDD менее зависят от подобных факторов. Повышение точности производственного процесса производства SSD постепенно нивелирует прогнозную продолжительность жизни SSD и HDD.
• В SSD гораздо легче выполнять резервирование блоков данных, поэтому выход из строя каких-то элементов памяти не будет оказывать критического влияния на продолжительность жизни СХД в целом. В HDD же выход из строя одного или нескольких «блинов» диска может привести к недоступности всего диска. А это становится причиной гораздо более есерьезных проблем, вплоть до отказа всей СХД в целом, по английской пословице «оттого, что в кузнице не было гвоздя». При потере или отсутствии такого «гвоздя» в SSD не возникает столь есерьезных проблем.
• Следует также учесть и то, что в каждом диске HDD есть и микросхемы контроллера. То есть на ненадежность магнитных ячеек на диске накладывается еще и возможность отказа микросхем, а они тоже выполнены по технологии C-MOS, схожей с той, которая используется для ячеек памяти SSD. Поэтому учитывать в показателе долговечности HDD только надежность хранения данных на магнитном диске – некоторое лукавство.

Все вышеизложенное подтверждается и опытом заказчиков ITELON, который говорит о том, что в реальных условиях твердотельные накопители SSD не успевают износиться за весь срок службы СХД, и они не проявляют каких-либо признаков деградации характеристик. Поэтому теоретически возможный износ SSD не выглядит реальной проблемой.

Иногда создается впечатление, что проблема меньшего времени жизни SSD специально запущена производителями жестких дисков.

Верно ли то, что All-flash окупается только для больших объемов данных

Что касается величины объемов данных и предпочтительного использования All-flash, то прямой причинно-следственной связи здесь не прослеживается. Потребность в использовании SSD диктуется исключительно требованиями приложений: задержка, IOPS, доступность данных, надежность. По-видимому, на ближайшее время наиболее популярным решением будет гибридное хранение: SSD для «горячих» данных, HDD для «холодных».

Краткая сводка ТТХ

Примеры продуктов

HPE MSA 2052

1. Общее описание

HPE MSA 2052 представляет собой недорогую СХД SAN, работающую в режиме All-flash или гибридном. MSA 2052 динамически распределяет рабочие нагрузки по уровням доступа в автоматическом режиме. Они хорошо масштабируются и позволяют использовать любые сочетания накопителей, в том числе SSD. Предусмотрена возможность переноса данных с моделей предыдущего поколения.

MSA 2052 поддерживает более 200К IOPS и обеспечивает вдвое более высокую производительность по сравнению с моделями предыдущего поколения при той же цене.

2. Характеристики, функционал

All-flash накопитель HPE MSA 2052 может иметь емкость 614 Тбайт или 1342 Тбайт в зависимости от форм-фактора. Он может содержать до 192 накопителей SAS/MDL SAS/SSD 2,5” или 96 накопителей SAS/MDL SAS/SSD 3,5”.

Накопитель может иметь 8 или 16 интерфейсов Fibre Channel, один интерфейс 1 GbE или 10GbE iSCSI или 12 Гбит/с SAS.

Контроллер хранилища HPE MSA 2050 может быть либо SAN, либо SAS в зависимости от модели.

Таблица 1. Параметры и характеристики HPE MSA 2052 (источник: HPE)

3. Конструктивное исполнение

• Форм-фактор 2U.
• Минимальные размеры (В x Ш x Г) 8,9 x 49,5 x 44,7 см.
• Масса 18,4 кг.

4. Сценарии применения

Система обеспечивает доступное по цене ускорение работы приложений для предприятий малого и среднего бизнеса как при локальной, так и при удаленной установке.

5. Особенности

MSA 2052 SAN проста в установке, использовании и обслуживании, опыт работы с системами хранения не требуется. Автоматизированный механизм распределения по уровням динамически реагирует на изменения рабочей нагрузки, не требуя вмешательства оператора.

Базовая модель с гибкими возможностями расширения обеспечивает вдвое большую производительность по сравнению с моделями системы хранения HPE MSA 2040 SAN предыдущего поколения при той же цене.

По данным НРЕ, в течение последних восьми лет HPE MSA 2052 SAN являлась лучшей в отрасли платформой хранения данных начального уровня с интерфейсом Fibre Channel (FC).

HPE Nimble

1. Общее описание, модельный ряд

В 2014 г. компания Nimble (с 2017 года входит в состав Hewlett Packard Enterprise) сообщила о достижении доступности системы свыше 99,999 %. Через два года было объявлено о достигнутом показателе в 99,999928 %. При такой доступности время простоя системы за год составляет менее 28 секунд.

В отличие от MSA, в СХД HPE Nimble имеются функции дедупликации и компрессии данных. Поэтому при одинаковом полезном объеме для систем хранения HPE MSA требуется гораздо большая «сырая» емкость. Хотя удельная цена MSA меньше, на ряде конфигураций это обстоятельство делает сравнимой цену разных систем.

2. Характеристики, функционал

Системы HPE Nimble Storage специально разрабатывались для функционала NVMe и Storage Class Memory (SCM).

СХД Nimble использует платформу прогнозной аналитики InfoSight, в которой хранятся данные о работе всего парка развернутого оборудования. На основе этих данных улучшаются процедуры поддержки. Доступность оборудования контролируется с учетом версий ПО, моделей и пр. Эти данные анализируются с помощью алгоритмов «искусственного интеллекта», при этом выясняются причины всех сбоев. Это дает возможность устранить отказ до того, как о нем узнает заказчик, или предотвратить возникновение такого отказа.

InfoSight собирает информацию с датчиков в СХД и серверах HPE, а также в их окружении, включая сети и платформу виртуализации. Затем проводится машинное обучение с применением алгоритмов математической статистики и нейронных сетей. Это позволяет работать с неструктурированными данными для выявления паттернов в сведениях, поступающих с датчиков от всех устройств по всему миру. На основе наблюдения и обучения анализируются возможные неисправности. После этого выдаются рекомендации о прогнозном предотвращении неполадок, а также по улучшению производительности и оптимизации использования ресурсов.

3. Конструктивное исполнение

В модельном ряду HPE Nimble есть как All-flash-массивы для основных нагрузок, так и гибридные flash-системы, объединяющие производительность SSD и экономичность HDD. Гибридные flash-массивы HPE Nimble можно использовать как для основного хранения, так и для резервного копирования и аварийного восстановления данных в комбинации с All-flash.

4. Сценарии применения

Системы HPE Nimble предоставляют единую платформу для резервного копирования и аварийного восстановления и позволяют решать различные задачи в области разработки, тестирования и аналитики. Функции дедупликации и сжатия обеспечивают эффективное использование данных и сокращение расходов.

Дополнительные флеш-массивы HPE Nimble Storage Secondary Flash интегрированы с ПО повышения доступности данных Veeam с графическим интерфейсом.

5. Особенности

HPE InfoSight позволяет решить проблемы и сократить затраты времени благодаря изменениям процессов управления и поддержки системы хранения данных. Решение анализирует данные, получаемые c датчиков парка установленного оборудования СХД, обеспечивает ежедневный круглосуточный контроль инфраструктуры.

HPE InfoSight предусматривает многофакторную защиту данных с доступностью 99,9999 % с автоматизированной поддержкой HPE InfoSight (не более 30 секунд простоя в год).

С точки зрения информационной безопасности, InfoSight не создает уязвимостей для пользовательских приложений, так как не имеет доступа к данным и программному коду. HPE InfoSight имеет доступ только к телеметрии СХД и его среды. Телеметрия собирается и передается по защищенным протоколам, а проактивные действия проводятся только с одобрения системного администратора.

Наличие двух контроллеров исключает т. н. единую точку отказа (single point of failure), т. е. точку в системе, отказ которой приводит к отказу целой системы. Такое резервирование заложено не только в аппаратной, но и в программной архитектуре, которая предусматривает не менее чем трехуровневый контроль четности RAID и комплексную проверку целостности данных.

Синхронная репликация на нескольких узлах с автоматическим переключением при сбое обеспечит непрерывность бизнес-процессов в случае выхода систем из строя или природных катаклизмов и гарантирует стабильную интерактивную работу всех ваших приложений. Решение HPE Peer Persistence, построенное на базе отказоустойчивой архитектуры системы хранения данных HPE 3PAR, бесплатно устанавливается на системах HPE Nimble Storage.

Fujitsu Eternus AF

1. Общее описание, линейка продукции

Твердотельные массивы хранения данных Fujitsu серии Eternus AF обеспечивают преимущества All-flash и поддержку приложений первого уровня. Малое время отклика, высокая производительность, функции зеркалирования и переключения на резервную систему в случае возникновения неполадок, выборочное использование возможностей дедупликации и сжатия, а также легко настраиваемая автоматическая функция «качество обслуживания», которая позволяет сократить объем операций администрирования.

Линейка продукции содержит три основных модели:

ETERNUS AF150 S3 – недорогой массив накопителей All-flash начального уровня для среднего и малого бизнеса.

ETERNUS AF250 S3 предназначена для сценариев с большими объемами данных, требующих высокой производительности системы IOPS с малым временем отклика при полной загрузке системы: таких, как бизнес-аналитика в реальном масштабе времени или среды с высокой нагрузкойвиртуализации рабочих мест VDI с графическими приложениями. Наилучший выбор для СХД Fujitsu общего применения для приложений Tier-1 на предприятиях среднего и малого бизнеса.

ETERNUS AF650 S3 – высокопроизводительная СХД с автоматизацией обслуживания, высоким коэффициентом использования ресурсов и с хорошей окупаемостью. Предназначена для сценариев с массивным базами данных, бизнес-критичными приложениями, бизнес-аналитики в реальном времени и приложений Big Data. Высокая доступность и возможности катастрофоустойчивости.

2. Характеристики, функционал

Таблица 2. Характеристики серии Eternus AF (источник: cleverkey.ru)

3. Конструктивное исполнение

Возможные варианты конструктивного исполнения систем Eternus AF показаны на рисунке.

4. Сценарии применения

СХД Eternus AF представляет собой оптимальную флеш-систему для компаний малого и среднего бизнеса благодаря соотношению «стоимость/скорость работы» на уровне $0,10/SPC-1 IOPS. Обе модели поддерживают современные типы твердотельных накопителей, что позволяет дополнительно увеличить емкость хранилища данных.

5. Особенности

СХД ETERNUS AF650 получила сертификацию SAP в качестве решения для хранения данных корпоративного уровня платформы SAP HANA. Массив предлагается как в виде отдельного решения, так и в качестве части интегрированной системы PRIMEFLEX для SAP HANA.

Все существующие и новые системы Eternus AF могут контролироваться с помощью единого ПО для управления СХД — Eternus SF.

Dell ME4000

1. Общее описание, линейка продукции

Новые массивы хранения данных Dell EMC серии PowerVault ME4 специально разработаны для предприятий малого и среднего бизнеса (СМБ) и предлагаются по доступной цене.

Система PowerVault ME4 разработана как простая в использовании СХД Dell EMC и включает в себя комплексные средства корпоративного класса, которые помогают модернизировать ИТ-инфраструктуру и существенно повысить производительность приложений.

Заказчик может установить массив за 15 минут и управлять им удаленно с помощью простого веб-интерфейса.

Массивы оптимизированы для среды SAN и могут использоваться как устройства DAS (Direct-Attach Storage) совместно с серверами Dell EMC PowerEdge для поддержки широкого спектра бизнес-приложений и сценариев применения

2. Характеристики, функционал

Серия PowerVault ME4 имеет следующие характеристики:

• Производительность до 320 000 IOPS.
• Пропускная способность до 5500 Мбайт/с.
• Емкость до 4 Пбайт (жесткие диски в трех шасси 5U на 84 разъема).
• Производительность и масштабирование благодаря серверному модулю SAS на 12 Гбайт.
• Два контроллера Intel с возможностью горячего переключения с интерфейсами iSCSI, Fibre Channel и протоколами SAS.
• Возможность расширения конструктивами 2U и 5U.

Функционал включает:

• Распределенный RAID (Adapt): улучшенная защита данных, которая обеспечивает более быстрое восстановление диска.
• Динамическое выделение ресурсов: распределение и использование физической емкости хранилища в пулах дисков по мере необходимости.
• Моментальные копии (snapshot): простое восстановление данных с помощью моментальных копий после случайного удаления или изменения путем переадресации к моментальным копиям данных.
• Копирование томов: обеспечивает бесперебойное перемещение томов, а также резервное копирование и восстановление на базе дисков.
• Средство Read cache для твердотельных накопителей: ускоряет выполнение приложений путем кеширования ранее считанных данных.
• Автоматическое трехуровневое размещение: оптимизирует производительность работы с данными при меньших затратах.
• Интеграция виртуализации: позволяет интегрировать массивы ME4 с VMware vSphere, vCenter SRM и Microsoft Hyper-V.
• Прямое подключение к серверам Dell PowerEdge с помощью SAS, FC или iSCSI.
• Консолидация системы хранения данных SAN с доступом через один порт по каналам FC и iSCSI.
• Удаленная репликация: репликация данных в любом глобальном хранилище, которое содержит пулы с детализированной инициализацией и зеркалированием.
• Виртуальная копия диска (VDC): обеспечивает быстрое и бесперебойное перемещение виртуального диска, а также резервное копирование и восстановление на основе диска с применением полной реплицированной копии исходных данных.
• Диски с самошифрованием (SED): превращает данные в бесполезные для неавторизованных пользователей с помощью шифрования на уровне диска, даже если диск удален из корпуса.

Графический веб-интерфейс ME Storage Manager управления упрощает выполнение задач настройки конфигурации системы хранения данных серии ME4, предупреждает о сбоях и включает мастер восстановления для автоматического поиска и устранения неисправностей.

3. Конструктивное исполнение

ME4 поставляется в трех вариантах: ME4012, ME4024 и ME4084. Первые два идут на шасси 2U с одним или двумя контроллерами и могут масштабироваться примерно до 3 петабайт. Основное отличие между двумя моделями в том, что ME4012 может содержать до 12 накопителей 3.5", а ME4024 поддерживает до 24 накопителей 2.5".

Шасси 2U PowerVault ME4024 однотипно по дизайну со всеми продуктами Dell EMC для ЦОД, имеет съемную решетку с логотипом, под которой установлены 24 накопителя 2,5” HDD или SDD.

Шасси ME4048 высотой 5U поставляется только с двумя контроллерами и может содержать до 84 накопителей 3.5". Все системы могут масштабироваться при помощи модулей расширения ME412 (2U, 12 накопителей 3.5"), ME484 (5U, 84 накопителя 3.5"), которые представляют собой набор дисков JBOD.

4. Сценарии применения

Серия Dell EMC PowerVault ME4 предназначена для рынка СХД начального уровня в ценовом диапазоне до 25 тыс. долл. Оборудование этой серии может быть развернуто поверх систем HDD со стартовой ценой такого варианта до 10 тыс. долл. либо может быть сконфигурирована как гибридная или All-flash СХД.

Продукты PowerVault ME4 поставляются в различных конфигурациях, однако все они рассчитаны на начальные нужды предприятий небольших масштабов, и могут хорошо масштабироваться по мере роста бизнеса. ME4 поставляется с программной лицензией «все включено», что дает возможность небольшим предприятиям точнее рассчитывать свой бюджет.

СХД PowerVault ME4 может быть развернута как DAS или SAN, удовлетворяя большинству возможных сценариев. Управление осуществляется через интуитивно понятный веб-интерфейс HTML5, что дает возможность развернуть новую систему за 15 минут.

5. Особенности

Подключаемый модуль VMware vCenter 6.7 производит мониторинг, управление, выделение ресурсов и оптимизация производительности и доступности системы хранения данных в виртуальной инфраструктуре. Возможно использование адаптеров репликации системы хранения данных (SRA) для упрощения управления восстановлением после сбоев на основе централизованных планов восстановления.

Dell SC AFA

1. Общее описание, линейка продукции

Модельный ряд Dell SC AFA выглядит так:

Решения Dell EMC нацелены на предоставление более сложных функций для специализированных приложений. Этим они отличаются от решений HPE, которые больше ориентированы на общие применения и имеют менее таргетированные возможности.

2. Характеристики, функционал

Основные функции, которые входят в стандартную лицензию:

• Средства управления: графический веб-интерфейс HTML5, который позволяет конфигурировать All-flash массив SC без установки дополнительных программ. Базовая конфигурация оборудования может быть выполнена из браузера любого мобильного устройства. Для более усложненных функций может использоваться клиент DSM (Dell Storage Manager).
• CloudIQ: бесплатная облачная платформа SaaS (Software as a Service), которая предоставляет функции предиктивной аналитики, категорированных оповещений, рекомендаций по устранению неполадок и удобную инструментальную панель (dashboard) для мониторинга работы СХД Dell SC.
• Интеллектуальная компрессия и дедупликация: снижение объема некритичных данных снижает потребность в емкости.
• Федерация массивов с миграцией в процессе работы (Live Migrate Federation): упрощение многомассивных сред при помощи быстрого и беспрепятственного перемещения данных между несколькими гибридными массивами SC-серии.
• Live Volume: автовосстановление данных с помощью полностью синхронизированных томов на локальных и удаленных массивах.
• Volume Advisor: фоновый мониторинг синхронизации томов (federation), выдача проактивных рекомендаций на основе политики.
• Data Progression: позволяет достигнуть желаемого числа IOPS с наименее затратной стоимостью устройств СХД.
• RAID tiering: исключает ручную настройку уровней RAID. Они могут меняться динамически для оптимизации параметров считывания и записи. При этом параметры работы повышаются при относительно невысоких затратах.
• Dynamic Capacity: выделение емкости согласно потребностям приложения (thin provisioning).
• Thin snapshots: в моментальные снимки (snapshot) записываются только изменения, которые сохраняются автоматически при перемещении данных в федерации гетерогенных хранилищ.
• Thin clones: позволяет создавать практически неограниченное количество копий тома для VDI или среды разработки и тестирования (Test/Dev) без задействования дополнительной емкости.
• Replication: поддерживаются однопереходная (single-hop) и многопереходная (multi-hop) репликации с топологией «1 ко многим». Работает во всех массивах SC.
• Remote Instant Replay: синхронная и асинхронная репликации в IP-сети с дедупликацией для повышения эффективности.
• Поддержка многопротокольных сетей СХД: поддерживаются Fibre Channel и iSCSI с шириной полосы до 29 Гбит/с.
• Встроенные средства восстановления работы приложений (Native application recovery tools): Replay Manager обеспечивает создание непрерывных серий снапшотов состояния приложений с поддержкой Microsoft Volume Shadow Copy (VSS) – таких, как Exchange, SQL Server и Hyper-V, а также виртуальных машин VMware.
• Шифрование (Encryption): СХД может быть опционально оснащена сертифицированными FIPS 140-2 самошифрующимися накопителями SED (self-encrypting drives), которые срабатывают при отключении питания или извлечении модуля.
• Интеграция с массивами серии PS (EqualLogic™): унифицированное управление и кроссплатформенная репликация позволяют комбинировать две платформы в одном решении.
• Chargeback: упрощает бюджетирование при помощи расчета стоимости хранилища для отдельных приложений и подразделений предприятия.
• Разметка для многих VLAN (Multi-VLAN tagging): обеспечивает сегментированный контролируемый доступ до 64 виртуальных сетей VLAN на один порт. Это облегчает проектирование сетей для сервис-провайдеров, больших предприятий и других применений с многоарендным использованием ресурсов.
• Качество обслуживания QoS (Quality of Service): приоритизация ресурсов хранения для различных бизнес-задач, устранение конфликтов использования ресурсов между приложениями. Обеспечиваются оповещения, редактируемые пользователем через REST API-интерфейс.
• Поддержка виртуальных томов VVOL: применение сервисов массивов SC для отдельных виртуальных машин с использованием употребительных средств vSphere.
• Дедупликация и сжатие: существенно уменьшает требования к физической емкости, необходимой для хранения данных.

3. Конструктивное исполнение

Универсальный корпус Dell EMC SC5020 форм-фактора 3U содержит 30 слотов для накопителей и два контроллера с возможностью горячей замены. Суммарная физическая емкость составляет до 460 Тбайт. Также предлагаются разнообразные полки расширения, позволяющие наращивать емкость до 2 Пбайт на массив. Доступно горизонтальное расширение (scale-out) в федеративных системах с множеством массивов.

Накопители в массивах SC можно менять на ходу, комбинировать HDD и SSD, заменять одни типы накопителей на другие. В одной системе могут одновременно использоваться различные типы накопителей SAS и NL-SAS с разными скоростями вращения и передачи данных, можно применять твердотельные накопители с высокой интенсивностью записи и чтения (Write-Intensive и Read-Intensive), жесткие диски на 15 000, 10 000, 7 200 об/мин.

4. Сценарии применения

Массивы SC, по информации Хабра, имеют самую низкую стоимость хранения за гигабайт среди флеш-массивов (AFA). Их отличают хорошая интеграция c серверами PowerEdge, встроенные функции дедупликации и автоматического тиринга, а также возможности создания федерации массивов.

Массивы SC рассчитаны на задачи, где требуются мощность, гибкость и доступность. В них можно комбинировать разные типы флеш-памяти – например, добавлять к недорогим SSD небольшое количество флеш-накопителей корпоративного класса, что позволяет получать достаточно малые задержки в относительно экономичном гибридном флеш-массиве или создавать новые решения с появлением новых типов энергонезависимой памяти.

5. Особенности

Dell EMC разработала методологию обследования IT-инфраструктуры заказчика, которая позволяет сделать финансовый анализ внедрения флеш-памяти по различным параметрам: производительности, эксплуатационной эффективности и пр., показывающий, насколько улучшится IT-инфраструктура предприятия при переходе на флеш-память.

Dell EMC Unity XT

1. Общее описание, линейка продукции

Dell EMC переработала свою серию СХД Unity. В ней не только сделан апгрейд контроллера, но и использована новая аппаратная архитектура. При этом возросла производительность и эффективность. Новое семейство Unity XT, так же, как и Unity, может быть сконфигурировано как All-flash или гибридная СХД. Оно обладает той же универсальной программной платформой и такой же простотой работы, но с новой архитектурой и добавленным функционалом для полного развертывания в облаке.

Unity XT, по оценкам компании ESG, может быть развернута в течение 25 минут при помощи интерфейса Unisphere, а также при помощи большого набора поставляемого с системой софта.

2. Характеристики и функционал

Основные характеристики моделей Unity XT показаны в таблице

Таблица 3. Основные характеристики Unity XT (источник: esg-global.com)

Программное обеспечение для управления:

• Unisphere: консоль управления массивом.
• Unisphere Central: объединенная панель управления и оповещения.
• CloudIQ: средство аналитики хранения данных на базе облака.
• Thin Provisioning: оптимизация выделения доступных ресурсов.
• Data Reduction: ZerDetect/Deduplication/Compression.
• Proactive Assist: удаленная поддержка, чат, заявка на обслуживание и пр.
• QoS (Quality of Service): для протоколов Block и VVols).
• Storage Analytics Adapter для VMware vRealize.
• File & Block Tiering: многоуровневое хранения данных.
• File-Level Retention: управление политиками хранения файлов.
• Унифицированные протоколы:
  • File.
  • Block.
  • VVols.
• Локальная защита:
  • Local Point-In-Time Copies (Snapshots and Thin Clones).
  • AppSync Basic.
  • Dell EMC Common Event Enabler; AntiVirus Agent, Event Publishing Agent.
• Удаленная защита:
  • Native Asynchronous Block & File Replication.
  • Native Synchronous Block & File Replication.
  • Snapshot Shipping.
  • Dell EMC RecoverPoint Basic.
• Оптимизация производительности:
  • FAST Cache.
  • FAST VP.
  • Интерфейсные протоколы: NFSv3, NFSv4, NFSv4.1; CIFS (SMB 1), SMB 2, SMB 3.0, SMB 3.02, SMB 3.1.1; FTP, SFTP; FC, iSCSI и VMware Virtual Volumes (VVols) 2.0.

3. Конструктивное исполнение

Все модели Unity XT имеют сдвоенные процессоры, работающие по схеме «активный-активный». Возможны конфигурации как в варианте All-flash: 380F/480F/680F/880F, так и в гибридном: 380/480/680/880.

Модели 380/380F по-прежнему содержат чипсет Broadwell и имеют односокетовый дизайн для обеспечения оптимального соотношения «цена-производительность», но с усовершенствованной дедупликацией.

В моделях 480/480F, 680/680F и 880/880F применены двухсокетовый дизайн, процессоры Intel Skylake. Они являются NVMe-ready.

Все модели имеют расширенную асинхронную репликацию файловых данных и опционально-оптический интерфейс 25GbE. В гибридных моделях также предлагаются накопители SAS на 12 Тбайт.

Система имеет два контроллера (SP) в отказоустойчивой конфигурации, каждый из которых содержит 6-ядерный процессор частотой 1,7 ГГц и 64 ГБайт кеш-памяти (12 ядер, 128 Гбайт на массив).

4. Сценарии применения

СХД Unity XT предназначена для использования на предприятиях различного размера, работающих в условиях ограничения бюджета на IT-ресурсы. Наличие вариантов All-flash и гибридного обеспечивает необходимую гибкость для различных сценариев и IT-бюджетов. Наличие облачного варианта применения также повышает динамичность бизнес-моделей, которые позволяют начинать с небольших бюджетов и развиваться в соответствии с ростом бизнеса.

5. Особенности

Unity XT не является масштабируемой системой, то есть для увеличения производительности и емкости нужно добавлять новые модули Unity XT с контроллерами.

IBM FlashSystem 5010/5030/5100

1. Общее описание, линейка продукции

IBM FlashSystem 5010 и IBM FlashSystem 5030 (бывшие IBM Storwize V5010E и Storwize V5030E), а также FlashSystem 5100 – это СХД All-Flash и гибридные системы с флеш-памятью корпоративного класса и поддержкой кластеризации.

СХД IBM семейства FlashSystem 5000 могут достигать производительности до 1,8 млн IOPS и производительности до 23 Гбайт/с в единой кластеризованной системе (single-image). Максимальная емкость в полной конфигурации может достигать 32 Пбайт.

Устойчивость системы обеспечивается с возможностью репликации на 2 или 3 местоположения, с возможностью синхронной репликации разделов в разных местоположениях в единой системе (HyperSwap). Кроме того, защита данных обеспечивается технологией киберустойчивости (cyber resilient) «air-gap» (недоступность последней копии данных для внешних атак) и может восстанавливаться из снапшотов, из резервной облачной копии (immutable storage cloud) или с ленты. Также могут восстанавливаться контейнеры и виртуальные машины.

Для автоматизации облачного провиженинга может использоваться Red Hat Ansible. Для работы в гибридных мультиоблачных средах используются пакеты Spectrum Virtualize и Storage Insights с использованием машинного обучения.

Обеспечивается полное программное шифрование всей системы (system-wide software encryption), а также аппаратное шифрование по стандарту FIPS 140-2 при помощи решения IBM FlashCore.

Семейство FlashSystem 5000 может быть гибко сконфигурировано как All-Flash и как гибридная система с HDD, где используются технологии SCM (Storage Class Memory), IBM FlashCore. Оно способно обеспечивать виртуализацию и управление до 500 различных гетерогенных СХД IBM при помощи Spectrum Virtualize.

2. Характеристики и функционал.

Функционал линейки продуктов показан на рисунке:

Характеристики продуктов серии FlashSystem 5000 показаны в таблице:

Таблица 4. Характеристики продуктов серии FlashSystem 5000 (источник: IBM)

3. Конструктивное исполнение

FlashSystem 5010/H начального уровня представляет собой модуль 2U с SAS-интерфейсами контроллеров, которые управляют несколькими одновременными нагрузками.

Архитектура 2U-системы является полностью резервированной, имеет 4 ядра и до 64 Гбайт кеш-памяти. Возможны различные конфигурации подключения внешних хостов. Доступность системы составляет шесть девяток (99,9999 %), а устройства FlashSystem 5030/H и выше имеют функционал HyperSwap для 100 % времени (uptime).

Конструктив системы FlashSystem 5100 показан на рисунке.

4. Сценарии применения

Серия FlashSystem 5000 предназначена для предприятий любого размера с необходимостью использования ИИ, а также для требовательных заказчиков, которым нужны высокие характеристики и разнообразие функционала, бизнес-задачи которых связаны с частым обращениям к мультиоблачному резервированию данных. IBM FlashSystem решает достаточно разнообразные бизнес-задачи. Большинство моделей начального уровня поддерживают как All-flash, так и гибридные конфигурации. Это обеспечивает необходимую гибкость для разнообразных сценариев. Гибридная конфигурация обозначается буквой ”H” в названии модели.

5. Особенности

Системы IBM FlashSystem могут применяться в местах с проблемным питанием, где имеются большие скачки напряжения в сети. Функция FCM продлевает срок жизни накопителей. IBM FlashSystem поддерживает работы в федерации с Dell-EMC VPLEX. Также поддерживается резервирование на уровне контейнеров Red Hat OpenShift.

Поддерживается сжатие данных до 2:1 и выше при помощи решений FCM и Data Reduction Pool.

Устройства FlashSystem 5030/H и выше имеют функционал HyperSwap для 100 % времени (uptime).