14. Januar 2015 | pArtikel drucken | kKommentieren

Flash-Speicher: Die schnelle Alternative für Unternehmen

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Flash ist mittlerweile eine bewährte Alternative zu mechanischen Festplatten. Doch den technischen Vorteilen stehen höhere Kosten entgegen. Hier eine Analyse, wo der schnelle Speicher sinnvoll eingesetzt werden kann.

Flash-Speicher werden zumeist in Form von SSDs (Solid State Drives oder Disks) angeboten. Die maximale Kapazität von Laufwerken in dieser Bauform liegt derzeit bei 1-2 Terabyte. Zum Vergleich: Bei den herkömmlichen Festplatten haben die führenden Hersteller allesamt Modelle mit Kapazitäten mit bis zu 6 Terabyte im Programm.

flash cache

Flash-Speicher ist im Enterprise-Sektor auch in Form von PCIe-Karten verfügbar.

Für den Enterprise-Markt sind allerdings auch Flash-Karten für PCIe-Steckplätze auf dem Markt, die bis zu etwa 5 Terabyte Daten aufnehmen. Die Preise für diese Modelle bewegen sich allerdings im hohen fünfstelligen Bereich.

Aber auch die weit verbreiteten SSDs mit SATA-Schnittstelle unterscheiden sich preislich deutlich von den herkömmlichen Festplatten. Ein Gigabyte Speicherplatz auf einer SSD mit 250 GByte Kapazität kostete im Oktober 2014 im Schnitt etwa neun Mal so viel wie ein Gigabyte auf einer 2-Terabyte-Festplatte.

Die Vorteile der SSDs liegen in ihrer Performance und Robustheit. Die Zugriffszeiten betragen nur etwa ein Hundertstel der Werte, die bei Festplatten gemessen werden, die Datenrate ist etwa fünf Mal höher.

Da Flash-Laufwerke im Unterschied zu Festplatten keine beweglichen Teile enthalten, sind sie unempfindlich gegen mechanische Erschütterungen und können auch in Umgebungen mit hohen Temperatur-Schwankungen eingesetzt werden.

Wichtige Ergänzung zu mechanischen Festplatten

Bereits früh kam die Idee auf, Flash mit mechanischen Platten zu kombinieren. Im Consumer-Bereich entstanden hybride Disks, die die herkömmlichen Festplatten um Flash-Speicher erweitern und ihn als Cache nutzen.

Beim Enterprise-Storage banden Hersteller wie NetApp Flash-Speicher in ihre Tiering-Hierarchien ein und definierten ihn als Tier Level 0. Parallel dazu werden die Systeme beispielsweise mit SAS- und SATA-Laufwerken bestückt.

Eine ausgeklügelte Logik namens Flash Pool sorgt bei NetApp anschließend auf Speicher-Betriebssystem-Ebene dafür, dass die am häufigsten abgerufenen Daten auf den schnellen, aber teureren Flash-Laufwerken vorgehalten werden. Weniger häufig benötigte Datenblöcke wandern auf die SAS-Platten, während die am seltensten aufgerufenen Daten auf die langsameren, aber dafür großen und preiswerten SATA-Disks ausgelagert werden. Dieses Daten-Tiering ist eine automatisch arbeitende Funktion des NetApp-Betriebssystems Data ONTAP.

Flash wird aber auch im professionellen Umfeld als schneller Cache-Speicher eingesetzt. NetApp beispielsweise hat etwa mit Flash Cache eine PCIe-Karte im Angebot, die die Daten näher an die CPU bringen und die Lesezugriffe des gesamten Systems um ein Vielfaches beschleunigen.

Der nächste logische Schritt, um höchste Performance-Anforderungen zu erfüllen, war dann die Entwicklung von All-Flash-Arrays, kurz AFA, die ausschließlich mit SSDs bestückt sind. Auch NetApp hat mit der All-Flash FAS-Serie und der EF550 solche Geräte im Programm.

Arrays und Betriebssystem optimieren

Mittlerweile hat sich Flash als die Technologie der Wahl für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an die Performance bewährt. Reine Flash-Lösungen werden von den Kunden verstärkt nachgefragt.

NetApp hat daher FlashRay vorgestellt, das erste Modell einer geplanten Reihe von All-Flash-Appliances mit dem von Grund auf neu entwickelten Betriebssystem Mars. Eines der wichtigsten Features der Software ist das längenvariable Block-Layout. Es verringert die Lese- und Schreibvorgänge auf dem Flash-Medium und sorgt damit für eine längere Betriebsdauer und eine effektivere Ausnutzung der Kapazität.

Weiterhin unterstützt Mars einen Always-on-Betrieb, um ohne Neustart Erweiterungen durchzuführen, sowie eine Inline-Deduplikation für eine schnelle und effektive Reduktion des Datenvolumens. FlashRay ist ein System der Enterprise-Klasse und wurde im Unterschied zu den All-Flash FAS-Systemen von NetApp von vornherein für den Betrieb von SSDs optimiert.

Trotz des neuen Betriebssystems lässt es sich gut in eine Data-ONTAP-Infrastruktur integrieren. Da es momentan nur einen Controller unterstützt, eignet es sich nicht als Hochverfügbarkeits-Plattform, das ist derzeit der EF-Serie von NetApp vorbehalten.

Quelle Header-Bild: NetApp

Hier schreibt Roland Freist für Sie

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