Подписаться
Читать в телеграм
Решением проблемы стало изобретение flash-памяти. Пальма первенства здесь принадлежит японской компании Toshiba, в которой в далеком 1984 году был придуман flash-накопитель. В первое время flash-память в основном использовалась в компактных flash-картах для бытовой электроники, чуть позже стали появляться USB-накопители, т.е. технология в основном осваивала потребительский рынок. Особенность такой продукции состоит в том, что товары низкого ценового сегмента, максимально доступные для конечного пользователя, как правило, имеют соответствующую цене невысокую надежность. Именно из-за того, что основной спрос пришелся на дешевые flash-накопители китайского производства, потребительский рынок надолго приклеил к flash-памяти ярлык ненадежного носителя. И это мнение до сих пор можно услышать от ИТ-специалистов различного уровня.
Рис. 1. Внешний вид Flash Module Drive
Спустя довольно долгий период времени после появления flash-памяти её начали активно использовать в серверах и системах хранения. Из-за чего возникла эта идея? Причины – высокая производительность flash-дисков, низкое энергопотребление и тепловыделение. Это как раз те характеристики, которые у механических жестких дисков очень сильно «хромали» и вызывали дополнительные трудности при проектировании решений для хранения информации. Первое время дисковые накопители на flash-памяти занимали сегмент СХД и серверов начального уровня. Можно даже охарактеризовать этот период как демонстрацию ИТ-сообществу нового подхода к хранению информации. Технология хранения данных на flash-носителях постепенно совершенствовалась, исправлялись недочеты, увеличивались скорость доступа к данным и надежность хранения информации. И начиная с 2008 года flash-диски стали появляться в системах хранения среднего уровня. Это была крупная победа flash-технологии, так как СХД среднего уровня довольно популярны и востребованы среди широкого спектра потребителей: от небольших компаний до центров хранения данных крупных корпораций. В настоящий момент flash-накопители заняли все доступные сегменты ИТ-индустрии. Они используются в системах хранения данных корпоративного, среднего и начального уровней, в качестве ускорителей ввода/вывода в высокопроизводительных серверах и рабочих станциях. Более того, производительные flash-диски уже нередко можно увидеть в ноутбуках и компьютерах обычных пользователей.
жёсткие диски в последнее время перестали отвечать многим задачам бизнеса: их ёмкость и производительность практически не увеличиваются. Причиной, сдерживающей рост этих характеристик, является архитектура устройств
Компания Hitachi, как и другие участники рынка систем хранения данных, долгое время использовала в своих СХД flash-диски сторонних производителей. Это были диски, которые в основном применялись в высокопроизводительных серверах и не учитывали множество особенностей систем хранения данных. Их ёмкость была относительно небольшой, а высокая цена очень сильно ограничивала массовое использование. Принимая во внимание все эти факторы, компанией Hitachi было принято решение о разработке собственного flash-диска, в котором были бы учтены все эти особенности. Первый flash-диск нового поколения для системы хранения корпоративного уровня VSP был выпущен в 2012 году.
В новом диске были реализованы все наработки Hitachi в области создания высокопроизводительных и надежных решений для хранения данных. Он имеет полезный дисковый объём, равный 3,2 ТБ дисковой ёмкости, и 800ГБ дополнительной, невидимой для СХД служебной ёмкости, которая используется для внутренних задач flash-диска и для замены вышедших из строя eMLC ячеек памяти. Кроме большей по сравнению с другими дисками ёмкости новый flash-диск в среднем в 4–6 раз быстрее flash-дисков, которые до этого использовала компания Hitachi. Для демонстрации высокой производительности дисков нового типа компанией Hitachi были опубликованы результаты публичного теста производительности дисковых систем SPC-1, где система корпоративного уровня VSP, в которой было установлено всего 24 flash-диска, показала результат 602 тысячи IOPS со временем отклика 0,72 мс.
Спустя довольно долгий период времени после появления flash-памяти, её начали использовать в серверах и системах хранения. Из-за чего возникла подобная идея? Причины – высокая производительность flash-дисков, низкое энергопотребление и тепловыделение
Кроме повышения производительности и увеличения дисковой ёмкости нового flash-диска, компания Hitachi сделала большой шаг вперед в области надежности хранения данных. В новом диске к хранимым данным добавляются дополнительные контрольные суммы, которые рассчитываются контроллером flash-диска без участия контроллеров СХД. На их основе реализованы новые механизмы восстановления однобитовых ошибок, которые не используют для этого избыточность RAID-групп. Это позволяет уменьшить служебную нагрузку СХД и максимально использовать её ресурсы для обслуживания ввода/вывода. Для повышения надежности хранения данных контроллер flash-диска раз в 30 дней перезаписывает все данные на диске. Это сделано для того, чтобы eMLC (многоуровневые ячейки памяти) со временем не теряли электрический заряд, и данные на диске не портились. Для уменьшения износа eMLC контроллер диска сжимает поступающие на диск данные и равномерно распределяет запись между всеми ячейками. Равномерная запись на flash-диск снижает износ какой-то одной группы eMLC и предотвращает преждевременный выход flash-диска из строя по причине активности операций записи со стороны хостов на один логический адрес.
Рис. 2. Результаты SPC-1 теста
Flash-диски все больше и больше востребованы на рынке хранения информации как быстрые и энергоэффективные носители. Выпуск компанией Hitachi flash-диска нового поколения даёт ей ощутимые преимущества по сравнению со всеми остальными flash-решениями на рынке СХД. А высокая надежность и производительность нового диска делает его отличным выбором для создания решений среднего и корпоративного уровня.
