3PAR All Flash Array – גיים צ’יינג’ר במחיר של דיסקים רגילים

יש הרבה באזז על מערכי SSD All Flash Array.

רואים יותר ויותר זליגה לכיוון מערכי אחסון מבוססים בחלקם עם SSD או מבוססים רק על SSD –  All Flash Array. מערכי אחסון All Flash מסוגלים לספק עשרות אלפים, מאות אלפים ואפילו מליוני iops. ישנן סיטואציות שמערכי אחסון הבנויים כטיר אוטומטי אינם אפקטיבייים, ובכלל, טיר אוטומטי בסביבות גדולות לא תמיד נותן מענה מלא. במערכות אחסון לסביבות mid (כגון HP StoreVirtual / Dell EqualLogic) יש מענה למעבר בין הטיר האיטי והמהיר בדרישה מיידית. במערכות לסביבות גבוהות כגון HP 3PAR, Hitachi, EMC VNX הטיר האוטומטי עובד על פי תזמון.

ולעניינינו, ישנו הרבה חוסר ידע והרבה דיסאינפורמציה בנושא. אני אנסה לעשות קצת סדר וגם להראות (ולהתגאות) איך HP מוצבת היום בקדמת הטכנולוגיה – הרבה מעבר למתחרים. וכמובן איך ניתן זה מגיע במחירים מאוד נמוכים – לפעמים אפילו פחות ממערכי מדיה רגילה, עד 2$ לכל GB!

טכנולוגיית Flash עובדת בצורה של כתיבה וקריאה מתאים אלקטרוניים. בשונה מדיסקים רגילים, אשר אפשר לכתוב על שטח שסומן למחיקה אולם קיים עליו מידע, ב Flash יש צורך למחוק את המידע ורק אז ניתן לבצע פעולת כתיבה. פעולת כתיבה זו שוחקת את התא האלקטרוני ועל כן ישנו אורך חיים מוגבל לדיסק SSD. המונח הטכנולוגי לשחיקה נקרא Drive Writes Per Day (DWPD). כמה פעולות כתיבה ליום עד שחיקה מלאה של הדיסק. לדוגמא, דיסק בנפח 400GB עם 10 DWPD יכול לספוג 4TB כתיבות ליום למשך חמש שנים בטרם ישחק.

ישנם כשלושה סוגים עיקריים רלוונטיים של SSD

  • Single Level cell – SLC

תא אחד עבור כל ביט

הכי יציב, חזק ויקר

  • Multi-Level Cell – MLC / cMLC

מספר ביטים בכל תא

על כן יש overhead של וולטאז שונה, שחיקה רבה ותיקון שגיאות (corruption)

סוג זה הוא מה שנראה במחשבי PC וכו’

הסוג הפשוט והזול והאיטי

(c = consumer)

  • eMLC

כמו MLC בתוספות מספר טכנולוגיות (e = enterprise)

יציב ויקר יותר מה MLC

11

רוב מערכי האחסון All Flash עובדים עם eMLC / MLC. זה מן הסתם יקר. בעזרת טכנולוגיה ופיתוח מתאים, גם של ה SSD עצמו וגם של מערכת האחסון ניתן להציב את ה cMLC בתור דיסק המתאים למערכות אנטרפרייז. HP עבדה עם יצרני החומרה (SSD) ופיתחה טכנולוגיה לדיסקים cMLC המאפשרת להרחיב את שטח האחסון של ה SSD ב 20%, להעלות את ה DWPS לכ2.5.

איך זה מבוצע בפועל? במערכי אחסון סטנדרטיים ה POOL בנוי מאגידת מערכי דיסקים ב Raid מסויים ובנוסף שמירת דיסק ריק Hot Spare.  הטכנולוגיה המהפכנית שבונה את מערך הדיסקים ב 3PAR מחלקת את כל הדיסקים ליחידות של 1GB ועליהם אני מחיל Raid והSpare – למעשה Policy (מנגנון שנקרא CPG וקצרה היריעה מלהרחיב כאן). מנגנון זה בעצם מאפשר לי גמישות כמעט אין סופית. מכיוון שיצרני SSD שומרים כ 30% נפח בצד עבור אותם תאים שנשרפים, אבל גם מנגנון ה 3PAR שומר בכל דיסק חלק עבור ה Hot Spare יש לי כאן כפילות. HP עבדו עם יצרני ה SSD להקצאת שטח שמור זה עבור שטח שניתן לשימוש ובדרך זו גדל הנפח ב 20% (1.9TB) וגם ירד המחיר לכל GB. מבחינת מערך האחסון עצמו, הוא בנוי להתמודד עם הורדת תקורת הניהול והcorruption של ה SSD.

אגב, אותם דיסקים SSD cMLC מיוחדים ניתנים באחריות של חמש שנים. פשוט כי לא נמצא יכולת פרקטית להגיע לDWPS  אז  אם גרוייסה מומחה מספר לכם על מה ה SSD במערכת אחסון עושה והאם זה תקף לכל היצרנים? שיגיד. התשובה כמובן שלילית.

OK, אבל זה עדיין יקר ביחס למדיה מגנטית רגילה.

כאן נכנסת הטכנולוגיה של Thin Deduplication. מערכי האחסון 3PAR יודעים לבצע פעולת Deduplication בתצורת In-Line עבור דיסקים SSD. ז”א שישנו רכיב (ASIC) לפני המעבד (Storage Processor) אשר אחראי לביצוע פעולת ה De dupe ועלכן משחרר את המעבד לביצוע שירותי iops. מדובר במנגנון מאוד חכם אשר מתחזק טבלה שנרשם בה ה meta data של המידע הקיים בדיסקים. כאשר מגיעה בקשה לכתיבת מידע במערך, מבוצע בדיקה bit-to-bit . במידה ומידע קיים, הוא לא יכתב שנית.

למעשה 3PAR אינו מסתמך רק על טבלה זו ומשתמש ביכולת המובנת של Zero Detection. כל בקשת כתיבה עוברת למנגנון XOR (וואו – זה מזכיר לי נשכחות ממגמת אוטומציה בתיכון). אם יש התאמה במידע ה XOR מחזיר 0 (אפס) וה Zero Detection מעדכן את הטבלה והמידע הכפול לא נכתב. אגב, בשונה מרוב מערכות האחסון, אשר מגבילות את פעולת ה De dupe עקב ביצועים, ב 3PAR הנ”ל ללא מגבלה – מזכיר, רכיב ASIC שמבצע את הפעולה הזו Offload מהמעבד. ז”א שבסביבה וירטואלית או סביבת מעבדה שרוב המערכות משוכפלות וזהות, ניתן לחסוך בשטח אחסון רב!

33

נוסיף לכך את טכנולוגיית ה Zero Detection (לא כותבת את האפסים), שמימלא פועלת ברקע, הרי שמתקבלת מערכת מאוד רזה אשר מבצעת בייתר קלות את מה שמערכות עם עשרות ומאות דיסקים עושה. על כן אנו מקבלים מערכת המבוססת All Flash, אשר מתקרבת למחיר של מדיה רגילה ובמקרים מסויימים הרבה יותר זולה והרבה הרבה יותר מהירה.

Tags: 3par, HP, storage