Эволюция технологий хранения данных: Все будет флэш!

6 Августа, 2015 11:41
Ян Шмиголь
Флэш-технологии производят революцию в технологиях хранения и обеспечивают прирост производительности практически для любых приложений. Об основных тенденциях в области корпоративных систем хранения данных, важности своевременного внедрения инноваций и перспективах развития рынка издание ChannelForIT Review беседует с Владимиром Бондаренко.

ChannelForIT Review: Что происходит сейчас в мире СХД? Какие тренды Вы можете отметить?

Владимир Бондаренко: Более всего меняют отрасль систем хранения флэш-технологии, причем старт этому был дан еще 7-8 лет назад. За последние годы произошла буквально революция, появились системы хранения данных, которые изначально разработаны под флэш-технологии, так называемые all-flash arrays. 

В чем нюанс прежних систем? В том, что все они имеют устаревшую архитектуру, которая не приспособлена к работе с большим количеством флэша. Конструктивно их разрабатывали для работы с известными нам традиционными механическими дисками. Разница между обычным диском и флэш-диском в намного большей производительности последнего, отсутствии механических частей, меньшем энергопотреблении и тепловыделении. Современный флэш-диск корпоративного класса (производятся 100, 200, 400, 800-гигабайтные и ожидаются 1.6 Тб модели) обеспечивает до 20 тысяч операций ввода-вывода в секунду, в то время как традиционный NL-SAS/SAS диск — только 75-120 операций. Это очень большая разница! Как результат – устаревшая архитектура накладывает ряд определенных ограничений по производительности. Например, если вы превысите определенное число флэш-дисков в системе, она не сможет активно эти диски «раскачать», т.е. получить от них максимум производительности. Так, флэш-диск будет выдавать, например, 1700 операций ввода-вывода в секунду вместо возможных 5-10 тысяч, а это значит, что деньги на флэш-диски потрачены не совсем эффективно.

Совершенно очевидно, что с точки зрения соотношения «цена за операцию ввода-вывода» флэш-диск имеет значительное преимущество, в то время как традиционный механический диск имеет наилучшее соотношение «цена за гигабайт» хранимой информации.

Кроме широкой функциональности (дедупликация, компрессия, репликация, многоуровневое хранение и т.п.), у систем хранения имеются две наиболее распространенные метрики: это стоимость операции ввода-вывода (так называемый IOPS) и стоимость гигабайта объема. Эти две характеристики в какой-то мере противоречивы: чем больше производительности (операций ввода-вывода) вы хотите получить, тем больше традиционных дисков вам необходимо приобрести. Поэтому у заказчиков ранее всегда была дилемма: либо приобретать больше емкости, но жертвовать производительностью, либо выбирать высокую производительность в ущерб объему. С началом применения технологий многоуровневого хранения, в которых сочетаются как традиционные, так и флэш-диски, заказчики получили возможность приобрести оптимальные и более сбалансированные системы хранения по соотношению «цена-емкость-производительность».

Подобные системы хранения, называемые «гибридными», т.е. использующие как флэш, так и традиционные диски, в настоящее время наиболее распространены и популярны на рынке. Так, для получения «скорости» в них устанавливают флэш-диски, а для «емкости» – традиционные NL-SAS. Таким образом достигается оптимальное соотношение «цена-емкость-производительность». Накопленный опыт и знания в области применения флэш-дисков позволили разработать принципиально новые системы хранения данных, которые архитектурно спроектированы исключительно для работы с флэш-дисками, обеспечивая им максимальную отдачу не только с точки зрения производительности, но и функциональности (дедупликация, компрессия, репликация и т.д.). Именно эти системы сейчас имеют на рынке наибольшую динамику роста продаж, поскольку обеспечивают взрывной рост производительности практически для всех типов приложений, особенно для высоконагруженных сред баз данных, виртуальных инфраструктур. Реализации подобных решений были в Украине в прошлом году. 

Это совсем не значит, что в ближайшие годы all flash-array заменят хорошо нам известные гибридные системы, но процесс замещения в ряде областей уже происходит. 

Флэш-технологии не ограничиваются лишь дисками для систем хранения, также активно развивается сегмент карт-ускорителей, которые устанавливаются непосредственно в серверы и комплектуются специализированным программным обеспечением. Вот такой современный треугольник использования технологий твердотельной памяти: серверный flash в виде карт-ускорителей, полностью оптимизированные для работы с флэш-дисками системы all flash-array и флэш-диски (флэш-модули) в традиционных (гибридных) системах хранения данных. 

СhannelForIT Review: Насколько решены вопросы с надежностью продуктов на базе флэш-технологий?

В.Б.: Насколько я знаю, вопрос надежности решен, поскольку на системы хранения all-flash-array производители предоставляют расширенные гарантии (например, 7 лет на диски вместо обычной 3-летней гарантии). Дело в том, что корпоративные флэш-технологии и те, которые используются в потребительском сегменте, отличаются. Чтобы немного углубиться в технические детали, следует поинтересоваться терминами SLC, MLC, eMLC. Не все флэш-диски одинаковы с точки зрения надежности и производительности. Так, разница может составлять разы. Следует обращать на это внимание, поскольку их стоимость также существенно разнится.

СhannelForIT Review: С Вашей точки зрения, какие технологии будут далее определять развитие СХД? 

В.Б.: Последние несколько лет в индустрии начали активно говорить о программно- определяемых ЦОДах. При этом в рамках программно-определяемых ЦОДов появились технологии программно-определяемых систем хранения. Почему индустрия стала двигаться в таком направлении? С одной стороны, это обеспечивает огромную технологическую гибкость, высокую скорость выделения ресурсов и независимость от производителей аппаратных платформ. С другой стороны, х86-платформа за последние 5 лет очень сильно прибавила в производительности, что позволило реализовать на ней широкую программную функциональность систем хранения, например, такую как дедупликация, компрессия, многоуровневое хранение, обеспечение качества сервисов (QoS). 

Поэтому для программно-определяемого ЦОДа и программно-определяемых СХД экономическим двигателем служит недорогая и широко распространенная платформа х86, и многие современные системы хранения данных на сегодняшний день базируются именно на ней. Упрощенно говоря, СХД — это Intel-серверы, которые работают под управлением специализированных операционных сред (систем).   А это значит, что вся функциональность такой системы хранения в какой-то момент может быть реализована в виде виртуальной машины, работающей в среде программно-определяемого ЦОДа. Физически роль хранилища данных могут выполнять обычные, более дешевые системы хранения, или внутренние диски серверов, объединенные в общий пул хранения с различными характеристиками производительности.

Таким образом, флэш-технологии и программно-определяемые СХД будут определять развитие рынка корпоративных систем хранения данных в ближайшие годы. 

СhannelForIT Review: Как происходит развитие технологий: вендоры подталкивают рынок к использованию новых изобретений или же рынок выдвигает свои требования и производители откликаются на них?

В.Б.: Я бы сказал, что движение происходит с обеих сторон. С одной стороны, у всех вендоров имеются центры разработок, где изобретают новые технологии, подходы, продукты.  С другой стороны, тесная работа с партнерами и заказчиками позволяет производить продукты и технологии, которые максимально отвечают их потребностям. В результате происходит обоюдно направленное движение. Как показывает практика, крупные вендоры, несмотря на большие финансовые возможности и широкую базу клиентов, не всегда могут быстро и правильно определить наиболее «горячую» и востребованную технологию. В итоге, чтобы не упустить рынок, они прибегают к покупке  другой компании и восполняют свой технологический пробел.

Приведу пример двустороннего движения. До 2008 года в системах хранения данных не использовались флэш-диски, и компания ЕМС в январе анонсировала флэш-диски в системах старшего класса, а к концу года они стали доступны и для систем среднего класса. Почему это было сделано? 

Во-первых, потому что за последние 5 лет процессоры х86 и технологии виртуализации очень сильно прибавили в производительности – в несколько раз. Это позволило на одном физическом сервере размещать большее число виртуальных машин, что значительно увеличило нагрузку на хранилища данных. В то же время производительность жесткого диска за тот же период не изменилась. Выросла емкость дисков, но скорость их вращения не изменилась и сегодня максимально составляет 15 000 оборотов, поскольку существуют физические ограничения. В итоге образовался значительный разрыв в скорости работы вычислительных мощностей и подсистем хранения данных. Именно флэш-диски, с их высокой производительностью, смогли заполнить возникший технологический разрыв.

Во-вторых, с экономической точки зрения флэш-диски имеют существенно более низкую стоимость на единицу производительности, потребляют меньше электроэнергии и выделяют меньше тепла. Это несет прямые финансовые выгоды для заказчика. 

Можно ли считать это инновацией? Однозначно. Это продукт «впереди поезда» – и все же, это удачный маркетинговый ход или ответ на вызовы рынка? Заказчики нуждались в такой технологии, поскольку, по данным  аналитических компаний, уже в 2009 году количество реализованных виртуализированных серверов превысило число физических. Это был признак того, что рынок меняется и нужны технологические перемены. В течение следующих двух лет флэш-диски в том или ином качестве появились практически у всех производителей корпоративных систем хранения. 

Первое время флэш-диски действительно стоили очень дорого, потому что технология была совершенно новая. Но сегодня уже рынок массово использует флэш-диски, поскольку они на практике доказали свою эффективность. Наша страна в этом плане не является исключением.

СhannelForIT Review: На какие линейки оборудования сегодня делают акцент заказчики? 

В.Б.: Сегодня заказчики делают акцент не на определенных линейках оборудования, а фокусируются на решениях, которые позволят им более экономно использовать то, что у них уже есть, или же минимально инвестировать в новое. Суть задачи заключается в том, чтобы как можно более эффективно хранить имеющуюся информацию, используя одни и те же ресурсы. В решении этой задачи поможет исследование инфраструктуры заказчика специалистами, которые проверят, какие данные активны, а какие – нет, и посоветуют, что можно сделать с неактивными данными. При этом не всегда обязательно приобретать новую систему или апгрейд, иногда достаточно просто переконфигурировать систему, выгрузить неактивные данные на более дешевый и медленный носитель.

Существуют инструменты, которые позволяют выполнить анализ, а затем произвести оптимизацию хранения информации на различных системах хранения данных. Кроме этого, возможно одновременно проанализировать работу как СХД, так и приложений баз данных Oracle или виртуальной среды, детально рассмотреть, что происходит на уровне приложений. По результатам обследования можно сформировать рекомендации для конкретного заказчика и его инфраструктуры хранения. Это затратно с точки зрения времени и ресурсов, но, как показывает практика, только такой подход дает гарантированный результат для заказчика. 

Если все же говорить о продажах новых систем, то, как я ранее уже сказал, наиболее востребованы гибридные системы хранения среднего класса.

СhannelForIT Review: Традиционно ИT-технологии наиболее востребованы в банковском сегменте и в телеком-индустрии. Кризис ничего не изменил в этом раскладе? 

В.Б.: Наверное, нет. Наиболее крупные проекты в области корпоративных систем хранения в нашей стране в последние несколько лет были реализованы в банках и телекомах. Динамика прироста объемов данных в этих сегментах выше, чем у других. 

Конечно, существуют возможности использовать ресурсы, которые находятся в публичном облаке, но практика показывает, что крупные заказчики предпочитают модель «гибридного облака», когда бизнес-критичные системы находятся в частном облаке, а другие, менее важные, могут быть размещены в публичном. 

С ростом спроса на облачные технологии увеличивается спрос на системы хранения со стороны провайдеров таких услуг, этот сегмент имеет большие перспективы, и многие вендоры активно развивают такое сотрудничество. Также не следует забывать и о технологиях видеонаблюдения, в частности, такие проекты, как «безопасный город», могут генерировать значительный спрос на СХД с высоким потенциалом роста в будущем. Большие данные тоже внесут свою лепту в этот процесс.

СhannelForIT Review: Каковы Ваши прогнозы по развитию локального рынка на 2015 год?

В.Б.:  По итогам 2014 года аналитики IDC сообщают о значительном снижении практически всех сегментов ИТ-рынка: печати, серверов, систем хранения данных, причем спад составляет от 40% до 60%. И это на фоне того, что в 2013 году темпы роста были отрицательные. Рынок сужается, увеличивается конкуренция. Ограничение бюджетов и девальвация локальной валюты заставляют заказчиков еще более тщательно подходить к выбору поставщиков как с точки зрения технологий, так и с точки зрения финансов. Но как бы все ни было сложно, заказчики бюджетировали проекты на 2015 год даже в условиях нынешней неопределенности, а значит новые проекты будут реализованы. Год будет сложным, я бы сказал, очень сложным. Вообще, я оптимист и верю в доброе светлое будущее. У нас в стране огромный потенциал, и именно он дает мне основания для позитива. Мы сильная нация, способная преодолеть все эти трудности. А рынок, – конечно же, он восстановится и снова станет расти. Все будет флэш! 

Статья была опубликована во 2-м выпуске электронного журнала ChannelForIT Review

Материалы по теме:

Комментарии: