Полностью твердотельные СХД – технология завтрашнего дня

Илья Воронин: Есть, но говорить пока имеет смысл только о Huawei, поскольку их решения уже работают в корпоративном секторе, а доля на рынке стала заметной.

Илья Воронин: Во-первых, в соответствии с пожеланиями заказчика, которые определяются, как правило, действующей ИТ-инфраструктурой. Чаще всего заказчики консервативны и предпочитают работать с вендорами, системы которых уже есть в их ЦОДах. Во-вторых, учитываются технические особенности СХД, позволяющие решить ту или иную задачу. Таким образом, в случае с СХД выбор осуществляется по тем же критериям, что и для ИТ-систем любого другого класса.

Илья Воронин: Большинство производителей систем хранения данных предлагают решения примерно одного технологического уровня, поддерживающие все необходимые для интеграции интерфейсы. Проблемы с совместимостью, конечно, возникают, но они не критичные и вполне решаемые.

Илья Воронин: Я бы все-таки отделил проблематику импортозамещения от появления на рынке систем азиатских поставщиков СХД. Целью замещения было, по всей видимости, развитие локальных производителей. И действительно, на рынок вроде бы вышли несколько компаний, предлагающих отечественные СХД, и мы встречались с их представителями. Мое мнение – к реальным внедрениям эти решения еще не готовы. Крупные внедрения российских СХД отсутствуют, нет и опыта промышленной эксплуатации, а значит, их нельзя всерьез рассматривать как решения для корпоративного сектора. Это основной недостаток. Что касается азиатских поставщиков на корпоративном рынке СХД, то, как мы уже упоминали выше, их рыночная доля выросла и стала ощутимой. Таким образом, можно констатировать, что импортозамещение сыграло на руку азиатским вендорам, поскольку фактически привело к некоторому переделу рынка систем хранения в их пользу.

Илья Воронин: Я бы выделил три: гиперконвергентные системы, программно-определяемые СХД и системы хранения, построенные полностью на твердотельных накопителях, в английской терминологии – all-flash.

Илья Воронин: Смысл гиперконвергентных систем – в отказе от специализированного устройства под названием «система хранения данных» и переносе функции СХД на серверы среды виртуализации. При таком подходе наряду с логическим объединением процессоров и памяти в единый пул вычислительных ресурсов виртуальной среды аналогичный процесс происходит с локальными дисковыми ресурсами серверов. Это позволяет сделать использование и масштабирование СХД таким же «прозрачным», как масштабирование вычислительных ресурсов – всё решается простым добавлением серверов. Основное преимущество таких систем заключается в радикальном упрощении процессов планирования и эксплуатации, а также глубокой интеграции со средой виртуализации: как правило, процедуры развёртывания и модернизации занимают менее часа, а количество возможных конфигураций системы сведено к минимуму. Основной минус – недостаточный уровень зрелости рынка: производители и продукты появляются и исчезают, стремительно выходят новые релизы ПО. Не каждая компания готова к такому темпу развития технологии. Однако со временем такие решения, скорее всего, займут значительную долю рынка СХД.

Илья Воронин: Если внимательно взглянуть на текущее состояние рынка, практически все решения, не считая продуктов класса High-End, можно смело отнести к разряду программно-определяемых. Большинство классических СХД сегодня строятся на основе стандартных серверов на платформе x86, конструктивно выполненных в виде «контроллеров массива», и других массово выпускаемых компонентов. Времена, когда основным определяющим фактором была аппаратная платформа, практически ушли. Основным дифференцирующим фактором стала программная составляющая – именно в ней, за редким исключением, теперь скрыты конкурентные преимущества тех или иных решений.

Таким образом, покупая СХД, мы по сути покупаем ПО, поставляемое в комплекте со специализированной аппаратной платформой (классическим дисковым массивом) или с сервером (узлом гиперконвергентного решения или распределённой СХД). И только в самом простом случае – только в виде ПО. Как правило, последний вариант и принято называть «программно-определяемой СХД», но, как можно заметить, грань различия достаточно тонка.

Программно-определяемые СХД сегодня в основном применяются для создания систем длительного хранения «холодных» данных, специализированных решений для размещения медиаконтента и других задач, требующих большого количества недорогой дисковой емкости.

Что касается all-flash массивов – это одна из самых обсуждаемых тем на рынке СХД. Решения на базе твердотельной памяти позволяют достичь немыслимой ранее производительности и в перспективе могут привести к значительным изменениям в архитектуре как ИТ-инфраструктуры, так и приложений.

Илья Воронин: Таковых по сути два, и первый – ускорение приложений. Предположим, имеется система с высокими требованиями ко времени отклика и количеству операций в секунду. Эти требования легко удовлетворить, перенеся данные, с которыми работает приложение, на flash-массив. В таком качестве all-flash решения применяются уже много лет. Второй сценарий – использование all-flash для организации основного, первичного хранилища данных. И именно этот вариант сейчас вызывает основной интерес заказчиков.

Илья Воронин: Основная проблема гибридных СХД в том, что их производительность плохо предсказуема. Ключевым фактором являются алгоритмы, с помощью которых данные распределяются между быстрым уровнем хранения (твердотельные накопители) и более медленным (механические диски). Если профиль нагрузки приложений «резонирует» с реализованными в СХД алгоритмами и данные распределяются правильно, заказчик действительно получает значительный выигрыш в производительности при небольших затратах на flash. Если же нет – получает производительность обычного массива или чуть большую.

Недавно мы имели возможность наблюдать эту особенность при тестировании одной из современных гибридных СХД – разница между максимально достижимой и минимально гарантированной производительностью решения составляла два порядка.

Так что основная проблема гибридных СХД, на мой взгляд, – непредсказуемый результат их внедрения в части производительности.

Илья Воронин: На первый взгляд гибридные системы выглядят, безусловно, дешевле. Но полностью твердотельные решения имеют как минимум три особенности, которые снижают их реальную стоимость владения при пересчете на терабайт и делают цену all-flash СХД вполне конкурентоспособной.

Илья Воронин: Во-первых, экономия ресурсов ЦОД – уже сейчас накопители на основе flash-памяти имеют бóльшие объёмы, чем производительные жесткие диски. И самое главное – по соотношению производительности и емкости они значительно превосходят обычные СХД, т.е. не нужно использовать множество небольших дисков, для того чтобы обеспечить высокую производительность решения. Таким образом, СХД на базе flash-памяти занимают меньше пространства в ЦОД. К тому же электропотребление flash-памяти ниже, чем у обычных дисков.

Во-вторых, это возможность совместного использования данных различными приложениями. В задачах, где ранее требовалась изоляция нагрузок и использовались полноразмерные копии данных бизнес-систем (например, при подготовке отчётности), теперь можно использовать мгновенные снимки – т.е. значительный запас производительности, создаваемый применением flash-памяти, позволяет сэкономить емкость СХД.

В-третьих, это встроенные алгоритмы снижения объема данных – компрессия, дедупликация, исключение повторяющихся последовательностей и т.п. Эти алгоритмы позволяют радикально сократить реальную потребность в «сырой» дисковой емкости.

Комбинация перечисленных факторов зачастую выводит all-flash решения по стоимости владения на уровень классических высокопроизводительных СХД на механических жестких дисках.

Илья Воронин: Я бы назвал основными препятствиями все еще достаточно высокую стоимость приобретения и отсутствие накопленного реального эксплуатационного опыта у заказчиков – ведь all-flash СХД требуют выработки новых стандартов и подходов.

Другим важным препятствием являются высокие требования к транспортной инфраструктуре сети хранения данных – иногда для эффективного использования all-flash необходимо произвести столь глубокую модернизацию, что пропадает экономический смысл самого внедрения.

Илья Воронин: Текущие all-flash СХД имеют достаточно ограниченные возможности по вертикальному масштабированию в сравнении с классическими решениями, поэтому большинство вендоров развивают свои продукты в направлении горизонтально масштабируемых комплексов.

Илья Воронин: Уже много лет существует flash-технология с типом памяти NAND, лежащая в основе всех предлагаемых сегодня вендорами твердотельных СХД. В ближайшие годы ожидается выход на рынок новых технологических решений. В частности, Intel совместно c Micron Technology обещают выпустить в 2017 г. на рынок новый тип энергонезависимой памяти 3D XPoint, что приблизит производительность дисковых систем к производительности оперативной памяти. В связи с этим есть основания предположить, что одно из возможных направлений развития all-flash – приближение к серверным системам, когда дисковый массив становится логическим продолжением оперативной памяти, а не устройством ввода/вывода. Первые продукты, реализующие эту концепцию, уже выходят на рынок.

Рано или поздно мы получим в свое распоряжение энергонезависимую оперативную память, работающую на скорости DRAM или даже быстрее, а это кардинально повлияет на архитектуру вычислительных комплексов и приложений. Модель вычислений на основе обработки данных в оперативной памяти (In-Memory Computing) станет доминирующей, а классические решения отойдут на второй план.

Илья Воронин: Основные проекты из числа реализованных решали задачи ускорения работы конкретных приложений заказчика, требующих повышенной производительности от дисковой подсистемы. Наиболее яркими примерами могут служить наши внедрения all-flash СХД для систем обработки транзакций по платёжным картам в ряде финансовых организаций. В активной фазе находятся пилотные проекты по апробации all-flash решений в качестве СХД «общего назначения».

Илья Воронин: Следует обратить внимание на два фактора. Первый – зрелость ИТ-инфраструктуры компании-заказчика, прежде всего – транспортной составляющей. Второй – сайзинг решения, т.к. all-flash СХД имеют большое количество особенностей, отличающих их планирование и интеграцию от классических СХД.

Илья Воронин: Действительно, российский рынок СХД в денежном выражении сокращается. Вместе с тем объемы данных, которые хранят наши заказчики и которыми они оперируют, только увеличиваются. Поэтому предполагаю, что большого роста рынка СХД не будет, но и его полной стагнации тоже. Что касается полностью твердотельных СХД, то, на мой взгляд, это технология только начинает проникать в корпоративный сектор и полный переход (если такой действительно состоится) – дело завтрашнего дня.

Опубликовано: TAdviser, апрель 2016 г.