Привычные за много лет стандарты взаимодействия с блочными устройствами SATA и SAS постепенно уходят в прошлое — они неоптимальны для твердотельных устройств, доля которых в системах хранения данных постоянно растет. На смену им продолжает активно развиваться стандарт NVM Express.
Буквально на днях консорциум, отвечающий за развитие NVMe ратифицировал версию 1.4, анонсированную ещё весной, в марте этого года. Помимо всего, в новую версию протокола официально вошла поддержка зонирования и устройств, его использующих.
Принцип действия устройства хранения данных с зонированием
О накопителях с зонированием мы рассказывали читателям в конце прошлого года. В классических SSD пользовательские приложения не могут управлять процессом записи и чтения данных, за них это делает сам накопитель, но устройства с поддержкой зон это допускают, что в ряде случае позволяет добиться большей гибкости и эффективности при их использовании.
В SSD с зонированием расположением данных может управлять приложение
Компания Western Digital даже разработала специальную файловую систему под названием Zonefs, целиком выстроенную вокруг концепции зонирования данных. В ней накопителям не приходится заниматься лишней работой по перемещению данных при подготовке к записи новых блоков дискового пространства. Централизованное управление также позволяет более полно использовать физический объём NAND-памяти и стабилизировать временные показатели накопителей за счёт лучшей организации QoS.
Реализация поддержки зонирования в Linux
Как уже было сказано, работы по внедрению поддержки зонирования в Linux — самую популярную серверную ОС — начались ещё в 2014 году, и впервые таковая поддержка появилась в версии ядра 4.10. Сейчас компания Western Digital опубликовала пресс-релиз, в котором сообщается о достижении важной вехи: набор стандартов для накопителей и систем хранения данных с зонированием официально ратифицирован консорциумом NVMe и включён в новую ревизию протокола за номером 1.4 Ratified TP.
Пересекающиеся дорожки в жёстких дисках с SMR — частный случай зонирования (запись данных возможна только в определённом порядке)
В этот набор входят наборы команд как для жёстких дисков с черепичной записью (частный случай зонирования), так и для современных твердотельных NVMe-накопителей. Сочетание этих устройств и программного обеспечения в рамках концепции Zone Storage позволит добиться как повышения надёжности систем хранения данных, так и снижения задержек.
Первый пункт очень важен в случае широкого внедрения памяти QLC NAND, физически весьма ограниченной в количестве циклов перезаписи. Кроме того, есть шанс, что в скором будущем мы увидим и жёсткие диски с интерфейсом NVMe.
Поддержка со стороны пользовательской библиотеки упрощает реализацию зонирования (упомянута старая версия, теперь это libzbd)
Компания называет внедрение Zoned Storage в ядро Linux только первым шагом. Ведётся активная работа над адаптацией популярных приложений и инструментария — Ceph, RockDB, Flexible IO Tester и других. Для этой цели выпущена новая пользовательская библиотека libzbd, в деталях о проекте и его статусе можно узнать на посвящённом ему веб-сайте. Также подробности будут оглашены на мероприятии Storage Solutions Meetup Group, которое состоится 21 июля.
Источник:
