Для зарождающегося рынка решений и услуг «вычислений в памяти» (in-memory computing) компания Western Digital разработала семейство накопителей Ultrastar DC ME200 Memory Extension Drive. Подчеркнём, в наименовании новинки вы не увидите привычной аббревиатуры SSD. С точки зрения Western Digital — это именно «расширитель» ОЗУ, а не привычное всем устройство для долговременного хранения данных. Внешне новинки невозможно отличить от SSD в исполнении PCIe-адаптера или накопителя в форм-фактре U.2. Но логика работы накопителей Memory Extension Drive совсем другая и требует иного подхода со стороны разработчиков программ и операционных систем.

В компании Western Digital заявляют о совместимости Memory Extension Drive с Linux 64-bit OS, RHEL 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, SLES 11-SP4, 12, 12-SP1, 12-SP2, Fedora Core версии от 4 до 27, Open SuSe версий 10 и 11, Ubuntu Server версий от 16.04 до 17.10 и Debian 9.5.0. Драйверы и утилиты создают платформу для адресации к виртуальной программно-конфигурируемой памяти, где нет различия между модулями DRAM и SSD с поддержкой протокола NVMe. Тем самым условно сколь угодно большой массив данных можно загрузить и обработать в памяти, где для программного обеспечения нет различия между модулями DRAM и накопителями SSD.

Для того, чтобы накопители Memory Extension Drive работали с производительностью, близкой к производительности оперативной памяти, а в ином случае весь этот огород не имеет смысла, разработчик задействовал свыше 20 алгоритмов кеширования, предсказания ветвлений и другие механизмы для сглаживания проблем, связанных с задержками обращения к SSD. При этом Western Digital настаивает, что проблему стирания границы между SSD и DRAM в основном должны решать специальные алгоритмы машинного обучения. В одиночку компания не потянет весь круг задач и призывает сообщество развивать программную инфраструктуру для накопителей Memory Extension Drive.

Как уверены в компании, накопители Memory Extension Drive хорошо подходят для решения следующих задач: для сетевого журналируемого хранилища данных Redis, для сервиса кеширования данных Memcached в оперативной памяти на основе хеш-таблицы, для баз данных In-Memory, для хранилищ данных, для IoT-платформ, для потоковой аналитики, для Apache (Spark, Storm, Kafka), для распределённых баз в памяти, для приложений с кешированием, для распределённого контента (CDN), для услуг SaaS, для аналитики как сервиса, AI/ML и сервисов с массивным журналированием.

На момент анонса компания поставляет избранным клиентам накопители Ultrastar DC ME200 Memory Extension Drive в виде моделей объёмом 1 Тбайт, 2 Тбайт и 4 Тбайт. Полка высотой 1U вместит достаточно накопителей в форм-факторе U.2, чтобы предоставить пользователю 24 Тбайт «почти что памяти DRAM». Насколько будут велики потери от работы такой виртуальной памяти? По данным WD, если взять за чистую производительность обращение к 786 Гбайт DRAM, скорость работы которой оценивается на уровне 1,080 млн транзакций в секунду, то микс 3:1 (576 Гбайт Ultrastar и 192 Гбайт DRAM) просядет до 91 % производительности или до 983 тыс. транзакций, а при соотношении 7:1 (672 Гбайт Ultrastar и 96 Гбайт DRAM) производительность снизится до 85 % или 918 тыс. транзакций в секунду. Достаточно интересно, но как за это проголосует индустрия, пока непонятно.

Японская компания Toshiba продолжает совершенствовать системы хранения данных. Новая разработка воплотилась в прототипе системы хранения на твердотельных накопителях с прямым подключением по Ethernet. Подобный подход упрощает как архитектуру хранилищ, так и необходимую для передачи данных инфраструктуру ЦОД, не теряя при этом в скорости доступа к данным, включая сохранение малых задержек.

Программная составляющая платформы Toshiba NVMe-oF

Экспериментальная система собрана в доработанном шасси высотой 2U компании Aupera Technologies. Кроме накопителей SSD NVMe-oF в форм-факторе U.2 в корпусе находятся два коммутатора 100 GbE с организацией шести восходящих портов. Внутри корпуса накопители Toshiba NVMe-oF подключаются по двухпортовой схеме к интерфейсу 25 GbE. В качестве контроллера (моста) выступает чип Marvell 88SN2400 NVMe-oF.

Подобная конфигурация показала себя в работе с лучшей стороны, обеспечив производительность при чтении случайных 4-Кбайт блоков на уровне 16 млн IOPS. В целом построение решения относится к так называемой архитектуре JBOF (Just Bunch of Flash), которая исключает из платформы центральный процессор. Простая по организации и конфигурации платформа СХД с прямым сетевым подключением накопителей и с поддержкой протокола NVMe — это то, что упростит системы хранения данных без потери всех преимуществ накопителей на твердотельной памяти.

К саммиту Flash Memory Summit 2018 компании IBM и Everspin подготовили анонс любопытного продукта — линейки серверных SSD FlashSystem с кеширующим буфером из памяти ST-MRAM (Spin-transfer Torque MRAM). Обычно подобный буфер выполняется из памяти DRAM (в современной версии — из DDR3 или LPDDR4), который необходимо защищать от потери данных в момент критических сбоев питания. Делается это с помощью навесных батареек или суперконденсаторов. Замена микросхем буфера на энергонезависимую память упрощает процесс защиты данных во время сбоя питания. Другое дело, что для этого подходит далеко не каждая память. Например, память NAND медленная и подвержена быстрому износу. Частично проблема износа решается за счёт буфера из NAND SLC, но хотелось бы чего-то более надёжного.

AnandTech

Перспективной памятью для буферов записи SSD считается магниторезистивная память и она в недавнем прошлом для этого уже использовалась. Пока создать накопитель исключительно на памяти MRAM представляется невыгодным — слишком мала плотность записи. Так, сегодня память MRAM выпускается в виде 256-Мбит чипов с техпроцессом 40 нм. До конца года обещает начаться выход 22-нм микросхем объёмом 1 Гбит, но и этой ёмкости мало для производства SSD. Впрочем, в ряде случаев создание SSD на памяти MRAM выгодно и это делается. В компании IBM решили начать с малого и внедрили в производство линейку SSD с буфером записи из 256-Мбит микросхем MRAM Everspin.

AnandTech

Заметим, традиционно накопители IBM FlashSystem имеют уникальную конструкцию, которая также имеет, скажем так, централизованную систему защиты от пропадания питания. Новые накопители в линейке IBM FlashSystem выполнены в виде SSD 2,5-дюймового формфактора U.2 и к защите от сбоев питания пришлось прибегать уже индивидуально. В компании IBM решили проблему в корне — заменили буфер из DRAM на буфер из ST-MRAM. Основной массив памяти — это 64-слойные микросхемы 3D NAND TLC. Представлены модели накопителей объёмом до 19,2 Тбайт. Интерфейс — PCI Express 4.0 x4, который может работать в режиме двух портов одновременно (2+2). Поставки новинок клиентам компания IBM рассчитывает начать в течение августа. Другой информации о накопителях пока нет.

Накопители на базе флеш-памяти давно стали привычным атрибутом любого мало-мальски производительного ПК или рабочей станции, активно проникают они и в серверную сферу. В сравнении с традиционными жёсткими дисками они всем хороши, однако есть и недостаток — ресурс памяти типа NAND конечен и напрямую зависит как от количества уровней записи, так и от «толщины» техпроцесса. На этом фоне настоящим прорывом выглядит технология 3D XPoint, не столь давно представленная альянсом Intel и Micron. Память, основанная на этом принципе, работает совсем иначе, нежели классическая NAND — в ней используется некий материал, способный изменять и сохранять своё сопротивление. Что это за материал и как именно он работает — пока остаётся коммерческой тайной. Главное, что такая память не просто на порядки надёжнее, но и может похвастаться существенно меньшим уровнем задержек; также 3D XPoint не страдает от падения производительности в режиме записи. Накопители на базе данной технологии Intel поставляет на рынок под брендом Optane, и пара моделей таких SSD уже побывала в нашей тестовой лаборатории.

Общие принципы работы 3D XPoint

Если кеширующие недорогие модели Intel Optane Memory оставили неоднозначное впечатление, то тесты Intel Optane SSD 900P показали, что 3D XPoint очень сильна там, где подавляющее большинство традиционных SSD испытывает затруднения, а именно, в сценариях смешанной нагрузки, а также при чтении малыми блоками. Ни один из существующих SSD, даже новейший Samsung 970 PRO, не может противостоять Optane просто в силу иного принципа действия энергонезависимой памяти. На линейных операциях же первые модели серьёзных накопителей Intel Optane лидерами не стали в силу использования сравнительно простого контроллера, который не имеет даже буфера DRAM. Форм-фактор PCI Express подходит не всем, но из-за сравнительно невысокой ёмкости чипов 3D XPoint до недавнего времени создать более-менее ёмкую версию накопителя в формате M.2 компании не удавалось, а представленная модель 800P была доступна в ёмкостях всего 58 и 118 Гбайт. К тому же, она использовала только 2 линии PCIe 3.0, что ограничивало скоростной потенциал.

Новое семейство Intel Optane предназначено для высокоскоростных СХД

Но Intel не собирается сидеть на месте. На мероприятии ISC High Performance 2018, которое проходит сейчас во Франкфурте и продлится до 28 июня, компания показала новинки, правда, пока только серверные. Начать следует с новых моделей серии SSD DC — новые накопители P4801X теперь доступны и в формате M.2, хотя форм-фактор используется и не совсем привычный, 22110 вместо классического 2280. Но при этом задействованы все 4 линии PCI Express, а максимальная ёмкость увеличена до 375 Гбайт (имеются также модели ёмкостью 100 и 200 Гбайт). Это уже достаточно много для использования в серьёзных приложениях, требующих низкой латентности и высокой производительности при запросах с малой глубиной очереди. Интересно, что версия U.2 в корпусе формата 2,5″ будет иметь максимальную ёмкость всего 100 Гбайт. Вероятно, это вызвано тем, что Intel активно продвигает в серверной сфере новый форм-фактор твердотельных накопителей, так называемую «линейку», она же EDSFF.

EDSFF на бумаге...

...в жизни...

...и в составе новых систем Supermicro

Выглядят новые Optane достаточно любопытно. Они унаследовали от 800P синий цвет печатной платы, но в отличие от предшественников, «заселены» куда более плотно. Контроллер используется тот же, что и в серии 905P, анонсированной на Computex 2017. Он отличается от установленного в 900P типом упаковки —  открытый кристалл против чипа с защитной крышкой. По всей видимости, и уровень производительности предполагается аналогичный, порядка 2,6 Гбайт/с при чтении и 2,2 Гбайт/с при записи, то есть, рекордов на линейных операциях P4801X явно ставить не собирается, но это и не является его целевой задачей. Параметр наработки на отказ, вероятнее всего, не ниже, нежели у потребительских моделей серии 905P, а у них он заявлен на уровне 1,6 миллиона часов. Сколько циклов перезаписи способна выдержать сама 3D XPoint, пока неизвестно; мы пытаемся это выяснить эмпирическим путем — накопитель 900P ёмкостью 280 Гбайт уже успел перевалить за отметку 6 Пбайт и по-прежнему демонстрирует статус «good», хотя официальный ресурс для этой модели с 20-нм памятью 3D XPoint составляет 5,11 Пбайт. Ресурс резерва израсходован на 77 %, но память нового типа выдержала уже более 20 тысяч циклов перезаписи, что намного выше показателей любой современной «тонкой» NAND.

У Intel SSD DC P4801X развитая система питания

У Intel SSD DC P4801X по-прежнему нет DRAM-кеша, в котором накопители этого типа не очень-то и нуждаются, но весьма развитой выглядит подсистема питания. Несколько крупных танталовых конденсаторов, расположенных на обратной стороне печатной платы даже заставляют предположить наличие некоей защиты от случайного отключения питания, хотя 3D XPoint в такой защите и не нуждается. Имеются и другие элементы, наличие которых не позволило накопителю уместиться в формат 2280. Чипов памяти на борту P4801X семь, по числу каналов контроллера; эта особенность была описана ещё в обзоре Optane SSD 900P. Прогресс, однако, велик: если в P4800X использовалась старая однокристальная версия 3D XPoint, то здесь установлены новые сборки с четырьмя кристаллами, что и позволило создать достаточно ёмкий накопитель формата M.2. Напоминаем, ранее при том же объёме требовалось 28 чипов памяти, что, конечно, не позволяло использовать данный форм-фактор.

Intel SSD DC P4801X (внизу) и новый ёмкий DC P4511

Также на ISC 2018 были представлены новые модели более традиционных твердотельных накопителей серии DC P4511. В них применена новейшая 64-слойная память типа 3D TLC, созданная альянсом Intel и Micron. Главное достоинство новых накопителей — низкий уровень энергопотребления при высоких ёмкостях, что позволит снизить и общее энергопотребление крупных ЦОД и ЦХД. Здесь защита по питанию выглядит более чем оправданной, как, впрочем, и наличие выделенного DRAM-кеша. На снимке фигурирует модель типа M.2 22110 ёмкостью 1 Тбайт, но семейство DC P4511 этой цифрой не ограничится. Intel планирует представить на рынке в первой половине текущего года модели и с более высокой ёмкостью в вышеупомянутом формате EDSFF, как в длинной, так и в короткой версии. В стандартном 19-дюймовом стоечном корпусе высотой 1U максимальная ёмкость подсистемы хранения данных за счёт установки 32 накопителей может достигнуть 1 Пбайт — невиданный ранее показатель для столь компактной системы.

Intel SSD DC P4511, вид сзади

Группа РСК, о которой мы уже рассказывали нашим читателям, российский разработчик производительных платформ и суперкомпьютеров, активно приветствует новые технологии Intel. Надо сказать, что энтузиазм в отношении Optane и 3D XPoint РСК демонстрирует ничуть не меньший, а может быть, даже и больший, нежели зарубежные разработчики систем того же класса — на ISC 2018 были продемонстрированы вполне работоспособные прототипы новых вычислительных модулей Tornado. Один такой узел в новой версии теперь сможет приютить до 12 накопителей. Для этого пришлось пожертвовать габаритами, и модули стали двойной высоты. В случае с P4801X итоговая ёмкость сравнительно невелика, всего 4,5 Тбайт, но производительность в соответствующих сценариях нагрузки обещает быть великолепной, тем более, что накопители подключены напрямую к процессорам, без использования коммутаторов. Планируются к выпуску модели с накопителями EDSFF, итоговая ёмкость, соответственно, будет выше.

Модуль RSC Tornado вмещает до 12 накопителей Optane

Также любые модули RSC теперь будут поставляться и в версии с накопителями Optane. Для систем, у которых одним из главных преимуществ заявлена поддержка NVMe Over Fabric это логично: быстрым накопителям — быстрые сетевые технологии. Вычислительная мощь у RSC Tornado вполне солидная для модуля, предназначенного к использованию в гиперкорвергентных системах: до 3,46 Тфлопс. Каждый модуль может вместить два процессора серии Xeon Gold 6154. Новинки RSC Tornado используют интегральную систему жидкостного охлаждения, причём, поддерживается и «горячий» режим с температурой теплоносителя до 63 градусов. На снимках хорошо видны стандартные фитинги с подключёнными шлангами контура СЖО. С учётом тепловыделения порядка 10 ватт на накопитель (формата M.2) жидкостное охлаждение приходится весьма к месту. Сетевая подсистема, столь важная для кластерных систем, представлена двумя портами InfiniBand 100G или OmniPath, так что с межузловой связью проблем быть не должно.

Коммутатор OmniPath класса 100G

Очевидно, что новый тип твердотельной памяти с нами надолго. Он уже демонстрирует ряд непревзойдённых характеристик. Если сегмент рынка, требующий максимальной ёмкости, останется за традиционными SSD, то приложения, требующие минимальных задержек, лучше всего будут чувствовать себя именно в паре с памятью типа 3D XPoint, альтернатив которой пока не видно. Существующие технологии, такие, как STT-MRAM, обладают слишком малой удельной ёмкостью, всего 32 Мбайт на корпус. Кеширующие накопители на базе этой памяти быстрее Optane (1,5 миллиона IOPS против 550 тысяч) и обладают практически тем же уровнем латентности, но пока могут похвастаться объёмом всего 2 Гбайт, что на два порядка меньше, нежели у решений Intel. Память типа SOT-MRAM уже возможно выпускать в промышленных масштабах, но проблема с удельной ёмкостью ещё не решена.

Компания Samsung Electronics представила высокопроизводительный твердотельный накопитель нового поколения для корпоративного рынка — изделие NVMe NF1 SSD вместимостью 8 Тбайт.

Новинка выполнена в форм-факторе NF1, ранее известном как NGSFF (Next-Generation Small Form Factor). Габариты составляют 30,5 × 110 мм.

При производстве устройства хранения данных применяются микрочипы флеш-памяти 3-bit V-NAND. Задействован совершенно новый контроллер, обеспечивающий поддержку протокола NVMe 1.3 и интерфейса PCIe 4.0.

Заявленная скорость последовательного чтения информации достигает 3100 Мбайт/с, скорость последовательной записи — 2000 Мбайт/с. Показатель IOPS (количество операций ввода/вывода в секунду) составляет до 500 тыс. при произвольном чтении данных и до 50 тыс. при произвольной записи.

На накопитель предоставляется трёхлетняя гарантия. В течение этого срока ёмкость устройства может полностью перезаписываться до 1,3 раза в сутки без ущерба работоспособности.

Решение подходит для дата-центров с высокой нагрузкой на систему хранения, платформ визуализации и т. п. Информации о цене нового накопителя Samsung NVMe NF1 SSD нет. 

Корпорация Intel на мероприятии Open Compute Project Summit приоткрыла завесу тайны над новыми накопителями Optane M.2 SSD, рассчитанными на использование в оборудовании корпоративного класса.

Сейчас семейство решений Intel Optane включает флагманские изделия Optane SSD DC P4800X для корпоративного рынка, а также потребительские устройства Optane SSD 900P, Optane Memory и Optane SSD 800P M.2. При этом накопители P4800X и 900P отличаются довольно большими размерами и относительно высоким энергопотреблением, тогда как изделия Optane Memory и 800P имеют ограниченную ёмкость.

Новые накопители Optane для корпоративного рынка сейчас фигурируют под названием Optane SSD DC P4801X. Они будут выполнены в компактном формате М.2 и при этом предложат значительную вместимость. В частности, Intel продемонстрировала изделие ёмкостью 375 Гбайт. Увы, скоростные показатели при этом раскрыты не были.

Напомним, что основой изделий Optane является передовая память 3D XPoint, которая, как заявляет Intel, объединяет в себе все преимущества технологий производства памяти, доступных на рынке. Она отличается высокой производительностью и плотностью размещения компонентов. Эта память до 1000 раз быстрее и имеет до 1000 раз более длительный срок службы по сравнению с памятью NAND. 

Компания Samsung Electronics анонсировала новый твердотельный (SSD) накопитель для систем хранения данных корпоративного уровня: решение получило название PM883.

Reuters

Устройство выполнено в 2,5-дюймовом форм-факторе, а для подключения служит интерфейс Serial ATA 3.0, обеспечивающий пропускную способность до 6 Гбит/с. Вместимость составляет почти 8 Тбайт — 7680 Гбайт.

В новинке применены 64-слойные микрочипы флеш-памяти V-NAND. Кроме того, накопитель оборудован 16-гигабитным модулем памяти LPDDR4 DRAM, изготовленным по технологии 10-нанометрового класса.

Заявленная скорость последовательного чтения информации достигает 550 Мбайт/с, скорость последовательной записи — 520 Мбайт/с. Показатель IOPS (операций ввода/вывода в секунду) при произвольном чтении — до 98 000, при произвольной записи — до 28 000.

Отмечается, что устройство имеет высокую энергетическую эффективность. Так, энергопотребление при чтении составляет всего 2,8 Вт, при записи — 3,7 Вт.

В серию PM883, помимо модели вместимостью 7680 Гбайт, входит модификация ёмкостью 3840 Гбайт. Сроки начала продаж и ориентировочная цена изделий пока, увы, не раскрываются. 

Корпорация Toshiba анонсировала сразу три серии твердотельных (SSD) накопителей, рассчитанных на применение в центрах обработки данных.

Дебютировали устройства семейств CD5, XD5 и HK6-DC. В них применяется 64-слойная флеш-память BiCS Flash 3D. Задействована технология TLC (triple-level cell), позволяющая хранить три бита информации в одной ячейке.

Накопители серии CD5 представлены в 2,5-дюймовом исполнении с интерфейсом подключения U.2. Вместимость варьируется от 960 Гбайт до 7,68 Тбайт. Заявленная скорость последовательного чтения информации достигает 3140 Мбайт/с, скорость последовательной записи — 1980 Мбайт/с. Показатель IOPS (операций ввода/вывода в секунду) на операциях чтения и записи — до 500 000 и до 35 000 соответственно.

Изделия XD5 имеют типоразмер M.2 22110 (интерфейс PCIe NVMe 1.2.1). Ёмкость составляет от 1,9 до 3,8 Тбайт. Скорость чтения достигает 2600 Мбайт/с, скорость записи — 890 Мбайт/с. Величина IOPS при чтении и записи — до 240 000 и до 21 000.

Наконец, решения HK6-DC выполнены в 2,5-дюймовом форм-факторе. Используется интерфейс Serial ATA 3.0. Вместимость варьируется от 960 Гбайт до 3,8 Тбайт. Заявленная скорость передачи информации достигает 550 Мбайт/с. Показатель IOPS при чтении составляет до 85 000.

Поставки образцов накопителей CD5, XD5 и HK6-DC начнутся в следующем квартале. Информации об ориентировочной цене решений на данный момент, к сожалению, нет. 

Компания Silicon Motion Technology Corporation представила первые в мире одночиповые твердотельные накопители PCIe NVMe, рассчитанные на использование во встраиваемых устройствах и оборудовании корпоративного класса.

Анонсированные изделия относятся к семейству FerriSSD. Они выполнены в соответствии со спецификацией NVM Express (NVMe), которая описывает доступ к SSD с помощью шины PCI Express.

Покупателям будут предлагаться решения серий SM689 и SM681. В первом случае задействован интерфейс PCIe 3.0 x4, во втором — PCIe 3.0 x2. Вместимость накопителей варьируется от 16 до 256 Гбайт.

Разработчик отмечает, что скорость последовательного чтения информации в зависимости от модификации достигает 1450 Мбайт/с, скорость последовательной записи — 650 Мбайт/с. Таким образом, новые изделия подходят для применения в высокопроизводительных устройствах.

Важно отметить, что накопители характеризуются широким диапазоном рабочих температур — от минус 40 до плюс 85 градусов Цельсия. Это позволяет использовать их, к примеру, в автомобильных системах, которые эксплуатируются в неблагоприятных условиях.

Информации о стоимости изделий Silicon Motion FerriSSD SM689 и SM681 на данный момент нет. 

Компания Samsung Electronics объявила о начале массового производства самых ёмких в мире твердотельных (SSD) накопителей с интерфейсом Serial Attached SCSI (SAS).

Устройства хранения данных серии PM1643 рассчитаны на корпоративный рынок. Они выполнены на основе 64-слойных чипов памяти V-NAND вместимостью 512 Гбит. Объём накопителей достигает 30,72 Тбайт.

Применённый интерфейс SAS обеспечивает пропускную способность до 12 Гбит/с. Заявленная скорость последовательного чтения информации составляет до 2100 Мбайт/с, скорость последовательной записи — до 1700 Мбайт/с.

Новые накопители выполнены в 2,5-дюймовом форм-факторе. Толщина корпуса составляет 15 мм. Устройства предназначены прежде всего для систем хранения данных следующего поколения.

Заявленный показатель IOPS (операций ввода/вывода в секунду) при произвольном чтении достигает 400 000, при произвольной записи — 50 000. Средняя наработка на отказ (MTBF) равна 2 млн часов.

Позднее в текущем году в новом семействе твердотельных накопителей будут представлены модели вместимостью 15,36 Тбайт, 7,68 Тбайт, 3,84 Тбайт, 1,92 Тбайт, а также 960 Гбайт и 800 Гбайт. Гарантия производителя составляет пять лет.