NVMe™ — это не только современный протокол, но и фундамент для IT инфраструктуры следующего поколения. Велика вероятность, что в будущем NVMe у вас будет сквозным, однако, в этом контексте возникает несколько вопросов, например, когда это будущее настанет и каким должен быть ваш первый шаг в его направлении?

Судя по новым решениям, выходящим на рынок, время воспользоваться всеми преимуществами NVMe и выжать максимум из NVMe-oF™ уже пришло, и тому есть пять причин.

Надеть на пробежку лыжные ботинки вместо спортивных шиповок — это плохая идея

Протокол NVMe сам по себе — это новая эпоха в производительности. Скорость хранилища на флеше всегда была выше, чем у жестких дисков, но в условиях типового ЦОД интерфейс не позволял пользоваться ею в полном объеме. SAS и SATA были удобными протоколами на начальном этапе, поскольку позволяли использовать SSD в инфраструктуре, созданной для жестких дисов. Но эти разработанные для жестких дисков интерфейсы оказались попросту неспособны справиться с рабочими характеристиками флеш-хранилища. Это все равно что попросить спринтера-олимпийца выйти на стометровку в лыжных ботинках.

Следующим шагом стало внедрение интерфейса NVMe для SSD-накопителей. Разработанный специально для флеша, он привнес в нашу жизнь повышенную пропускную способность, эффективность и поддержку параллельной обработки данных, позволив извлечь максимальную выгоду из присущей NAND малой задержки.

SSD-накопители с поддержкой NVMe постоянно модернизируются, и стандарт регулярно насыщается новыми функциями и спецификациями (например, зональные пространства имен (ZNS)). Наш последний Ultrastar® DC SN840 — это решение третьего поколения с вертикально интегрированным контроллером NVMe собственного производства, собственным микрокодом и 96-слойной флеш-памятью 3D TLC NAND. Это решение направлено в будущее: низкое значение задержки и высокая доступность двух портов позволяет вам использовать его для новых информационно-емких приложений.

NVMe-oF: рабочие характеристики NVMe теперь и за пределами сервера

Хотя в условиях ЦОД NVMe SSD-накопители прекрасно справляются со своей задачей по ускорению рабочих нагрузок сервера, есть одна проблема. Чтобы полностью использовать скорость NVMe, SSD-накопитель должен находиться на шине PCIe, рядом с процессорами. Шину PCIe невозможно расширить за пределы сервера, и даже если каждый сервер в отдельности ускорить можно, в результате это приведет к возникновению мини-«башен» или «силосов» из SSD-накопителей, которые будет нелегко поделить между хостами.

В дело вступает NVMe-over-Fabrics (кратко — NVMe-oF), знаменуя собой следующий шаг в развитии инфраструктуры ЦОД. NVMe-oF позволяет обеспечивать общий доступ к СХД на NVMe для нескольких хостов, и параметры работы при этом будут сравнимы с локально привязанными SSD-накопителями.

Насколько быстро это все работает? Сегодня мы объявили не только о выходе наших новых корпоративных SSD-накопителей Ultrastar® DC SN840 с поддержкой NVMe, но и о запуске платформы хранения OpenFlex™ Data24 с поддержкой NVMe-oF, собранной полностью на дисковых полках JBOF (Just a Bunch of Flash — просто пачка флеш-дисков) с NVMe. Наша платформа хранения Ultrastar 2U24 на флеше с SAS-интерфейсом всегда считалась очень быстрой: 4,7 млн IOPS, полоса пропускания 25 ГБ/с и задержка меньше миллисекунды. И хотя полный цикл испытаний и проверка рабочих характеристик OpenFlex Data24 пока не закончены, первые полученные значения очень впечатляют. Проведенные нами лабораторные тесты свидетельствуют о том, что производительность должна быть около 13,2 млн IOPS, полоса пропускания — 70,7 ГБ/с, а задержка записи — ничтожно малые 42 микросекунды. Именно в этом состоит мощь технологии NVMe при ее использовании в хранилище, к которому можно дать доступ нескольким хостам.

NVMe-oF позволяет обеспечить скорость NVMe-хранилища даже при работе с несколькими хостами

Быстрее или дешевле? Такой вопрос теперь не стоит

Мы привыкли, что за дополнительную производительность нужно платить. Но с помощью OpenFlex Data24 эта парадигма уходит в прошлое. Технология NVMe-oF не просто поддерживает значительно более интенсивные рабочие нагрузки, требующие высокой производительности, она еще и обходится дешевле. По факту мы ожидаем сокращения расходов на 17% по сравнению с дисковыми полками с SAS-интерфейсом. Отправная точка для этого — использованная нами вертикальная интеграция и философия «от чипа до интеграции». Я уже упоминал, что новые SSD-накопители вертикально интегрированы — от сырой флеш-памяти NAND до контроллера и собственного микрокода, а платформа OpenFlex Data24 вообще полностью разработана нашими силами, включая контроллеры RapidFlex™ с поддержкой NVMe-oF и интегральные схемы специального назначения (ASICs).

Простое внедрение благодаря передовым вариантам подключения

Общие хранилища, в которых доступ к ресурсам предоставлен нескольким серверам сразу, достаточно часто построены на дисковых полках JBOF. При таком подходе объем хранилища может выделяться или перераспределяться сообразно потребностям приложений, и сложность организации такого общего использования бывает разной.

OpenFlex Data24 представляет собой дисковую полку в форм-факторе 2U, рассчитанную на размещение до 24 NVMe SSD-накопителей DC SN840 с сырой емкостью до 368 Тбайт. Кроме того, на нее можно установить до шести контроллеров RapidFlex NVMe-oF. Использование таких контроллеров дает целый ряд преимуществ с точки зрения возможностей подключения, в том числе крайне низкое значение задержки, поддержка Ethernet на 100 Гбит (первоклассная скорость, которой вы можете в полной мере воспользоваться уже сейчас) и низкое энергопотребление.

До шести хостов можно подключить напрямую, без коммутатора, но весь спектр возможностей подключения раскрывается при использовании сетевой топологии на основе коммутаторов (так называемой «коммутационной фабрики» или switched fabric), которая позволяет обеспечить более высокую гибкость и максимальное использование.

Ваш первый шаг к построению компонуемости

Вся отрасль стремится к повышению эффективности, и единым вектором развития для достижения этой цели стала компонуемая дезагрегированная инфраструктура. Для нас это часть более широкой философии, описывающей инфраструктуру хранения и обработки данных завтрашнего дня. Она должна быть не просто компонуемой, а интероперабельной. Сама по себе OpenFlex Data24 совместима с Open Composable API и может быть реализована как часть компонуемой дезагрегированной инфраструктуры.

Кроме того, совместно с другими лидерами отрасти мы основали Лабораторию открытой компонуемости и совместимости (Open ComposableCompatibility Lab — OCCL), основной целью которой является расширение использования принципов компонуемости и совместимости и продвижение интероперабельности в рамках всей экосистемы привязанных к фабрике устройств. Вы также можете присоединиться к этой инициативе, вся информация доступна на сайте opencomposable.com. Если вы хотите получить более подробную информацию о решениях Western Digital, заполните форму выше.

От NVMe к NVMe-oF: время пришло

Платформа OpenFlex Data24, ее архитектура NVMe-oF и NVMe SSD-накопители Ultrastar DC SN840 — это прекрасные аргументы в пользу того, что пришло время для следующей модернизации вашего оборудования и оптимизации расходов и эффективности за счет распределения новых SSD-накопителей и, соответственно, инвестиций на их покупку на несколько серверов. Пора скинуть неудобные лыжные ботинки и отправиться на пробежку в новых быстрых кроссовках.

Рассматриваете возможность внедрения технологии NVMe-oF? Обратите внимание на эти полезные ресурсы:

• Вебинар: «Все, что нужно знать о платформе хранения OpenFlex™ Data24 NVMe-oF™»
• Статьи в блоге: Как технология NVMe-oF™ помогает развитию бизнеса
• Исследования показывают, что сквозной NVMe™ — это ваше будущее
• Изучите нашу линейку SSD-накопителей с поддержкой NVMe
• Прочитайте краткое описание OpenFlex
• Ознакомьтесь с преимуществами RapidFlex A1000

Несмотря на победное шествие твердотельных накопителей, механические жёсткие диски всё ещё применяются широко. Для увеличения плотности записи в них нередко применяется технология черепичной или черепичатой (shingled, SMR) записи, при которой дорожки секторов на пластине частично друг друга перекрывают. Если на скорость чтения это влияет слабо, то запись в режиме SMR производится достаточно медленно, поскольку требует перезаписи соседних дорожек, и даже в архивных сценариях такие скорости могут быть неприемлемо низкими. Однако компания Western Digital, похоже, нашла выход из ситуации.

Вкратце напомним: в технологии SMR для чтения и записи используется разная ширина дорожек, причём, в режиме записи, как более сложном, дорожка шире. Как следствие, дорожки «наползают» друг на друга подобно черепицам на крыше дома, отсюда и название технологии. Считать такую структуру нетрудно, однако если на диск поступают новые данные, приходится стирать и перезаписывать соседние дорожки, а это отнюдь не добавляет скорости, зато серьёзно повышает латентность, причём, непредсказуемым образом. Существует даже отдельный термин tail latencies.

Реализация алгоритмов SMR может быть как дисковая (выполняется на уровне контроллера на плате HDD), так и программная — в этом случае за неё отвечает хост-система. Последний подход обычно требует модификации приложений или даже введения отдельной программной прослойки, и это замедляло темпы внедрения SMR. Однако Western Digital полагает, что нашла выход из ситуации.

Компания смогла договориться о партнёрстве с разработчиком ПО Kalista.IO, разработавшей программное обеспечение под названием Olympus, призванное ускорить запись в накопителях с SMR или зонированием. Данная система состоит из двух сервисов: единого блочного, файлового и объектного интерфейса Phalanx и вычислительного Abacus, каждый из них может запускаться и масштабироваться отдельно. Система Olympus доступна в различных вариантах: как аппаратный блок, программное приложение и даже виртуальный образ.

Phalanx способен представить любой накопитель, будь то SSD или HDD, как диск с черепичной записью и не требует никакой рекомпиляции или иного внесения изменений в существующие приложения, не требуется также установка дополнительного модуля ядра в Linux — всё работает в пространстве пользователя. Данные при этом делятся на «строки и столбцы», при записи Phalanx гарантирует отсутствие одномоментной концентрации «горячих записей», что ликвидирует проблему с непредсказуемой латентностью. Масштабируется Phalanx добавлением дисков, для метаданных используется отдельное хранилище.

Как показывают предварительные тесты, использование ПО, разработанного Kalista.IO в накопителе WD Ultrastar HC600 с хост-управлением SMR, позволяет добиться уровня латентности ниже, нежели у Ultrastar HD530, который SMR-записи не использует. Результаты, полученные WD и Kalista.IO в Hadoop и Ceph можно загрузить по ссылке, в целом же, Phalanx продемонстрировала возрастание IOPS на 58%, а стабильность возросла в 10 раз.

Мы уже рассказывали о СХД WD OpenFlex E3000. Эти системы характеризуются уникальным форм-фактором, в рамках которого каждый твердотельный модуль имеет ёмкость до 61,4 Тбайт и поддержку NVMe-over-Fabrics. А сейчас WD представила пополнение семейства — модуль F3200, пришедший на смену серии F3000.

Шасси WD OpenFlex E3000 и модуль F3200 (сверху)

Составные системы хранения данных WD OpenFlex состоят из шасси E3000 и модулей F3x00; наибольший интерес представляют именно модули. Как правило, в современных флеш-СХД массово используются накопители стандартных форм-факторов: SATA/SAS, U.2 или линеечные EDSFF. Все они достаточно компактны. Но в OpenFlex накопителем является более крупный модуль, который, впрочем, также можно отнести к «линеечным».

В отличие от традиционных SSD, такой модуль сразу оснащается парой портов QSFP28 для 50GbE-подключений к сети. Линейная производительность при этом составляет до 12 Гбайт/с, а ёмкость варьируется от 12,8 до 61,4 Тбайт. В шасси таких «дисков» может устанавливаться до десяти.

Немного позднее модель F3000 сменилась более новой F3100, которая смогла похвастаться скоростями случайных операций до 2,1 млн IOPS при задержке, не превышающей 48 мкс. В ней компания перешла на использование 96-слойной памяти 3D TLC NAND. Новейшая модель F3200, представленная сейчас, не изменилась с точки зрения ёмкости, потолок всё так же составляет 61,4 Тбайт. Однако над скоростными показателями WD поработала: производительность на случайных операциях выросла на 48%, на линейных скорость записи увеличилась на 22%.

Доступные варианты накопителей WD OpenFlex 3200

А вот надёжность даже несколько снизилась: если ранее серия делилась на модели с выносливостью 1 DWPD и 3 DWPD, то теперь наиболее ёмкая модель гарантирует всего 0,8 DWPD, хотя есть варианты F3200 и выдерживающие две полные перезаписи в день в течение гарантийного срока.

Интерфейс не изменился, это всё так же пара портов 50GbE с поддержкой NVMe-oF и RoCE (RDMA over Converged Ethernet), но обновилось программное обеспечение: появилась поддержка VLAN tagging, secure erase, расширенного пространства имён NVMe. Поддерживается набор открытых API Open Composable, за счёт чего обеспечивается полноценный мониторинг и удалённое управление системой хранения данных.

Стоимость самого ёмкого модуля F3200 в серии составляет почти $32 тысячи, а младшую, но самую быструю по времени отклика модель объёмом 12,8 Тбайт можно приобрести и за $13,8 тысяч. Подробности можно узнать на сайте Western Digital.

Также напомним, что в рамках обновления ИТ-инфраструктуры платформа WD OpenFlex будет использоваться в Международном центре исследований головного и спинного мозга, который располагается в Париже: объёмы данных в современных нейрофизиологических исследованиях огромны и сочетание скорости и ёмкости WD OpenFlex придётся здесь как нельзя более к месту.

Стало известно, что Western Digital проведёт модернизацию инфраструктуры хранения данных Международного центра исследования головного и спинного мозга (ICM Brain and Spine Institute), базирующегося в Париже. Для этого будет использована СХД-платформа OpenFlex с открытой компоновкой.

Устаревшая инфраструктура хранения данных центра не соответствует возможностям современного оборудования. Современные микроскопы способны генерировать до 2 Тбайт данных в час, что превышает возможности локальных СХД, привязанных к рабочей станции. Из-за этого возникали длительные задержки в связи с необходимостью ожидания отклика от инфраструктуры хранения данных на каждом этапе анализа.

Выбрав OpenFlex, институт получил сверхбыструю СХД на более производительной и гибкой архитектуре с использованием технологии NVMe over Fabrics (NVMe-oF), и теперь учёные смогут распределять ресурсы хранилища через институтскую сеть Ethernet без потерь в производительности и задержках.

Решение OpenFlex от Western Digital обеспечивает учёным следующие преимущества:

• Высокая производительность, сопоставимая с параметрами локальной системы хранения. Благодаря этому институтская сеть Ethernet способна обеспечить скорость до 50 Гбит/с, а задержка, по информации института, для большинства операций с СХД не превышает 34 микросекунды.
• Ускорение темпов исследовательской деятельности за счёт устранения задержек и перебоев при анализе данных.
• Гибкая архитектура. С помощью OpenFlex IT-специалисты института могут выделять ресурсы общего хранилища под конкретные задачи любого исследователя, изменяя по запросу размер томов хранилища и перераспределяя их. В дальнейшем институт будет закупать новое оборудование, увеличивая разрешение медицинских изображений и размер файлов, поэтому такая гибкость имеет большое значение.
• Повышение эффективности и сокращение издержек. Поскольку данные хранятся централизованно в сетевом ЦОД, для IT-команды института упростится техническое обслуживание и обновление ПО. Также не будет необходимости в закупке дополнительных локальных накопителей отдельно под каждое новое устройство.

Во многих отраслях промышленности произошедшее в последние годы развитие перспективных технологий, в частности 5G, интернета вещей (IoT) и искусственного интеллекта (ИИ), было встречено с большим ажиотажем. Столь бурная реакция прежде всего объясняется огромным потенциалом таких технологий, ведь они способны кардинально изменить подход к хранению и использованию информации и данных, сделав их более понятными и повысив уровень безопасности, продуктивности и качество аналитики. Впрочем, широкое внедрение этих технологий также приведет и к значительному увеличению объема генерируемых данных, для работы с которыми так же оперативно и с упором на снижение уровня задержки и увеличение емкости должны модернизироваться СХД.

Хотя будущее предсказывать непросто, кое-что можно сказать с большой долей уверенности: в следующие десять лет объем создаваемых данных продолжит расти по экспоненте. Согласно недавнему прогнозу IDC, в текущем году человечество создаст, сохранит, скопирует и обработает 59 зеттабайт (Збайт) данных. Происходящий на наших глазах взрывной роста объема информации ставит перед компаниями из всех отраслей один и тот же вопрос — как подготовить и оптимизировать СХД?

Лавинообразный рост объемов данных в отраслевом масштабе

Во многих отраслях промышленности компании накопили значительные объемы ценных, но необработанных, сырых данных. Эти данные можно пропустить через мощные современные инструменты аналитики и извлечь из них полезные инсайты, которые помогут компании улучшить свои операционные показатели и открыть для себя новые рыночные возможности. Те участники рынка, которые научатся эффективно оперировать этими инструментами, значительно повысят ценность своего предложения и смогут выделиться из конкурентной массы, а остальные будут постепенно сдавать свои позиции.

Хорошим примером вертикально выстроенной отрасли может служить финансовый сектор. Его постоянно заливает огромными объемами самых разных данных: от информации о банковских транзакциях до проектной аналитики и цен на акции. Стоит упомянуть и отрасль промышленного производства, в которой автоматизация, затрагивая интернет вещей, аналитику и технологические линии, позволяет повысить отдачу производственных систем и масштабировать их, нарастив выпуск с сотен единиц в час до тысяч или даже миллионов.

По мере того как во всех отраслях компании будут сталкиваться с непрекращающимся ростом объемов данных, им придется переосмыслить свой подход к сбору, хранению и преобразованию данных, а также пересмотреть организацию доступа к ним. И неважно, идет ли речь о высокопроизводительном ИИ, гипермасштабируемых круглосуточно доступных системах или всего лишь о домашних компьютерных играх, многие устаревшие СДХ не в состоянии беспроблемно справиться с новыми вызовами, которые перед ними ставят быстрые данные, — их производительность и качество обслуживания ухудшается, а уровень задержки растет.

Новое решение с поддержкой NVMe™ для больших данных

Для преодоления возникающих трудностей многие компании выбирают накопители с поддержкой Non-Volatile Memory Express (NVMe) — единственного протокола, подходящего для ресурсоемких корпоративных экосистем с большими вычислительными мощностями, в которых используются облачные ресурсы и периферийная обработка данных. В NVMe реализован целый ряд передовых характеристик, которые дают компании возможность не только улучшить свои бизнес-показатели, но и более эффективно использовать имеющиеся данные. Ниже приведены некоторые из таких характеристик.

• 1. Повышенная производительность

Первый SSD-накопитель на флеше вернул часть былого величия устаревшим физическим интерфейсам SATA/SAS и соответствующим протоколам и форм-факторам, но ни один из этих интерфейсов и протоколов не разрабатывался под высокоскоростные СХД. Следующим логическим интерфейсом для хранилищ стал PCI Express (PCIe), но ранние версии PCIe SSD были завязаны на фирменное программно-техническое обеспечение, из-за чего масштабировать систему было весьма проблематично. Протокол NVMe возник как решение этих проблем, поскольку он дает гораздо более высокую производительность и меньшие задержки по сравнению со старыми протоколами SAS и SATA.

• 2. Простота установки

Реализация СДХ с накопителями со стандартом подключения NVMe не требует специализированной сетевой инфраструктуры, достаточно обычного соединения по Ethernet или Fibre Channel.  Это очень важно, потому что компаниям не приходится вносить изменения в приложение.

• 3. Экономические преимущества

Доступ к данным для приложений по обычным протоколам потребляет много циклов ЦП, и эти нерачительно использованные циклы вычислений стоят компаниям реальных денег. Бюджеты на IT не растут теми же темпами, что объемы данных, поэтому компании оказываются под огромным давлением — от их инфраструктуры требуется максимальная отдача, как в части емкости, так и вычислительных мощностей. Поскольку NVMe умеет справляться с серьезными рабочими нагрузками от приложений даже в условиях ограниченной инфраструктуры, организации могут снизить общую стоимость владения и ускорить рост валовой выручки.

И нам видна только самая верхушка айсберга революции данных. По мере дальнейшего развития интернета вещей и машинного обучения и появления новых приложений ценность данных также будет меняться, и для эффективного использования новых технологий компаниям следует концептуально поменять свой подход к организации СХД. С помощью NVMe компания может реализовать невиданные доселе функции, открывая для себя совершенно новую парадигму проектирования и построения приложений — с большей эффективностью, более низким значением задержки и за гораздо меньшие деньги. Переход на NVMe станет жизненно необходимым шагом для любой компании, стремящейся во всеоружии встретить революцию больших данных, которая продлится не одно десятилетие.

Для более гладкого перехода на технологию NVMe компания Western Digital предлагает накопители из модельного ряда Ultrastar® с поддержкой NVMe™, характеризующиеся низким значением задержки и максимальной пропускной способностью для рабочих нагрузок с большим количеством транзакций. Вслед за серверным накопителем Ultrastar DC SN640, представленным Western Digital в 2019 г., в июне 2020 г. компания запустила еще одно революционное решение для ЦОД, объединяющее в себе три ключевые технологические новинки: новую платформу OpenFlex™ Data24 NVMe-oF™ и входящие в ее состав новый SSD-накопитель Ultrastar DC SN840 NVMe и контроллеры RapidFlex™.

С появлением NVMe значительно увеличились объемы хранилищ в ЦОД по сравнению с твердотельными накопителями с SATA и SAS, и теперь, благодаря высокоскоростному подключению RapidFlex к СХД OpenFlex, технология NVMe over Fabric (NVMe-oF) позволяет вам создавать дезагрегированные NVMe-хранилища поверх вашей сети с производительностью, сопоставимой с локальной СХД.

Заявления прогнозного характера

В настоящей статье могут содержаться заявления прогнозного характера, в том числе заявления об ожидаемых продуктах Western Digital для хранения данных с поддержкой NVMe, рынке для этих продуктов, а также будущих характеристиках этих продуктов и примененных в них технологиях. Фактические результаты могут значительно отличаться от обозначенных в заявлениях прогнозного характера, поскольку данные заявления прогнозного характера подвержены действию рисков и неопределенности, включая сложности и задержки, связанные с разработкой, проблемы с цепочкой поставок или логистикой, изменения рыночной конъюнктуры, спроса, глобальных экономических условий, а также другие риски и неопределенности, приведенные в переданных в Федеральную комиссию по ценным бумагам и биржам США (Securities and Exchange Commission) последних квартальных и годовых отчетах Western Digital Corporation, на которые следует обратить внимание. Читатели предостерегаются от того, чтобы всецело полагаться на подобные заявления прогнозного характера, и мы не планируем в дальнейшем актуализировать настоящие заявления прогнозного характера, чтобы отразить в них позднее наступившие события или обстоятельства.

Автор: Давид Вилла, директор по развитию бизнеса Western Digital в регионе Европа, Ближний Восток, Африка и Индия (EMEAI)

Если вы хотите получить более детальную информацию о решениях Western Digital, заполните форму выше.

WD сделала несколько анонсов, касающихся новых моделей жестких дисков для корпоративного применения и фирменных JBOD для них.

Первый анонс касается семейства WD Gold — обычных жестких дисков (CMR), предназначенных для корпоративных систем хранения и серверов. В отличие от своих собратьев Ultrastar, Gold доступны только с интерфейсом SATA. На диски этого семейства WD предоставляет пятилетнюю гарантию. Семейство пополнилось моделями емкостью 16 и 18 Тбайт.

Скорость передачи данных на диске объемом 18 Тбайт составляет 269 Мбайт/с, а на диски 16 Тбайт — 262 Мбайт/с. Обе модели имеют 512 Мбайт кеш-буфер и рассчитаны на безотказную работу в течении 2,5 млн часов.

WD расширила линейку жестких дисков Ultrastar DC моделями емкостью 16 и 18 Тбайт (HC550). Серия Ultrastar предназначена для крупных корпоративных клиентов и облачных провайдеров. В отличии от серии Gold, Ultrastar доступны в двух вариантах: с интерфейсом SATA и SAS 12G.

Модели с разными интерфейсами имеют одинаковую скорость передачи данных: для модели 18 Тбайт она составляет 257 Мбайт/с, а для модели емкостью 16 Тбайт – 250 Мбайт/с.

WD анонсировала еще одну модель Ultrastar DC HC650 объемом 20 Тбайт, однако она будет доступна для покупки только в следующем квартале. Диски HC650 используют технологию записи SMR (которая уже вызвала массу противоречий), однако это необходимое условие для дальнейшего увеличения емкости жестких дисков. Основная проблема дисков SMR — их непригодность для массовых операций случайной записи, поскольку при этом значительно падает производительность.

Еще одной приятной новостью стало обновление WD своих высокоплотных JBOD Ultrastar Data60 и Data102. Ожидается, что эти платформы будут доступны вместе с новыми моделями дисков в следующем квартале.

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.

Проблема

В современном мире защита данных стала одной из приоритетных задач для любого бизнеса, поэтому все большее число корпоративных клиентов обращаются за помощью к поставщикам облачных услуг, таким как Acronis. Основанная в 2003 году, компания Acronis предоставляет высокотехнологичные решения в сфере кибербезопасности для частных лиц и организаций в 150 странах мира. Сегодня продуктам Acronis доверяют свыше 5 миллионов пользователей и более 500 тысяч предприятий, включая практически 80% компаний из списка Fortune 1000.

Чтобы соответствовать постоянно растущим требованиям клиентов к емкости облачных хранилищ и при этом сохранять конкурентоспособность, компании было жизненно важно снизить расходы на хранение данных. Однако эксплуатация постоянно расширяющейся инфраструктуры, на сегодняшний день охватывающей уже 14 дата-центров по всему миру, становилась все более сложной и дорогостоящей. Усугублял ситуацию и тот факт, что компания одновременно использовала решения от разных поставщиков: отсутствие унифицированной платформы существенно осложняло управление IT-инфраструктурой. При этом Acronis, занятая в сфере кибербезопасности, попросту не могла позволить себе жертвовать качеством и надежностью ради снижения затрат.

Решение

Для решения перечисленных проблем руководство Acronis поставило задачу привести всю инфраструктуру хранения данных к единому стандарту, чтобы заложить прочный фундамент для дальнейшего развития бизнеса. Компания обратилась за помощью к своему давнему технологическому партнеру — DIAWAY OÜ. Эксперты DIAWAY представили проект масштабируемой архитектуры, пригодной для развертывания на глобальном уровне, и создали подробнейшую финансовую модель для прогнозирования капитальных и операционных расходов, охватившую ближайшие 5 лет. Сравнив предложения ведущих поставщиков систем хранения данных, специалисты DIAWAY пришли к выводу о том, что единственной компанией, способной предоставить оборудование, удовлетворяющее требованиям Acronis, является Western Digital, а наиболее подходящей платформой для реализации такого проекта станут гибридные хранилища Ultrastar Data60 и Data102.

«Мы прилагаем все возможные усилия, чтобы предоставить нашим клиентам первоклассные продукты и услуги, всецело отвечающие их потребностям, — подчеркнул Александр Регель, управляющий партнер DIAWAY OÜ. — Именно поэтому в качестве стратегического партнера была выбрана Western Digital. И теперь мы можем с уверенностью заявить: это решение оказалось на 100% верным. На сегодняшний день именно эта компания предлагает наиболее эффективные и надежные модульные платформы, идеально подходящие для построения хранилищ данных объемом в десятки и даже сотни петабайт».

Ultrastar Data60 и Ultrastar Data102 — это гибридные платформы высокой доступности, ориентированные на работу с большими объемами информации. Дисковые полки, выполненные в форм-факторе 4U, способны обеспечить плотность хранения данных до 1,4 петабайта. Кроме того, наличие 12 портов SAS-3 с пропускной способностью 4x12 Гбит/с каждый и возможность комбинировать обычные жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD) позволяют добиться максимальной производительности и с легкостью адаптировать платформу для работы в различных сферах применения.

Благодаря уникальным конструктивным решениям, дисковые полки Western Digital Ultrastar отличаются высокой надежностью и отказоустойчивостью, то есть обладают именно теми характеристиками, которые так важны для клиентов Acronis. В частности, запатентованная технология IsoVibe™ препятствует распространению по шасси ротационной вибрации, возникающей при работе жестких дисков, и это помогает поддерживать стабильную производительность системы даже при максимальных нагрузках. Центральный и обводные воздуховоды в составе инновационной системы ArcticFlow™ обеспечивают эффективное охлаждение передних и задних рядов накопителей, I/O-модулей и блоков питания, что позволило снизить температуру и уровень шума при функционировании хранилищ и сделать их работу более надежной и экономичной.

Тесно сотрудничая с Western Digital, DIAWAY смогла реализовать новый проект в рекордные сроки: от момента начала до завершения всех работ прошло лишь несколько недель. После ввода обновленной системы в эксплуатацию высшее руководство Acronis было настолько впечатлено результатами, что вскоре компания утвердила архитектуру ЦОДов на базе хранилищ Ultrastar в качестве внутреннего стандарта для дальнейшего масштабирования IT-инфраструктуры.

Выгоды

На данный момент Acronis завершила первый этап миграции, переведя на платформу Western Digital Ultrastar большую часть имеющейся инфраструктуры хранения данных. В настоящее время совокупная емкость дата-центров, принадлежащих компании, уже превышает 220 петабайт и продолжает расти буквально с каждым днем.

Сотрудничество с Western Digital обеспечило Acronis целый ряд важных преимуществ:

• Снижение совокупной стоимости владения (TCO)

Согласно подсчетам DIAWAY, переход на платформу Western Digital Ultrastar позволит Acronis в течение последующих 5 лет существенно сократить капитальные и эксплуатационные расходы на хранение данных, включая затраты на электроэнергию, размещение и обслуживание оборудования. При этом стоимость хранения в пересчете на терабайт информации окажется более чем на 25% ниже по сравнению с таковой у  конкурирующих решений.

• Простота управления и обслуживания

Переход на платформу Western Digital Ultrastar позволил Acronis оптимизировать управление обширной IT-инфраструктурой: сегодня специалисты компании используют одни и те же инструменты и алгоритмы при решении поставленных задач, а при необходимости могут в любой момент обратиться за помощью к инженерам Western Digital. Стандартизация глобальной архитектуры также упростила планирование дальнейшего увеличения емкости системы хранения данных.

• Надежность и безотказность

Помимо производительности, гибкости и высокой плотности хранения, разработанная Western Digital платформа отличается исключительной надежностью. В дополнение к технологиям виброизоляции и охлаждения накопителей, дисковые полки Ultrastar получили резервируемые блоки питания, I/O-модули и вентиляторы с поддержкой горячей замены, и это позволило существенно повысить отказоустойчивость как самих гибридных хранилищ, так и всей инфраструктуры в целом, что подтверждено пятилетней ограниченной гарантией Western Digital.

«Конкурентоспособность нашей компании определяется возможностью предлагать клиентам эффективные и надежные решения в области кибербезопасности по доступной цене. В лице системного интегратора DIAWAY мы нашли надежного партнера, который действительно понимает наши потребности, а благодаря Western Digital мы получили в свое распоряжение современную и надежную платформу для хранения данных с показателями TCO, которых не способны достичь другие поставщики. Сам же по себе перевод IT-инфраструктуры на платформу Ultrastar оказался для нас чрезвычайно простой с точки зрения реализации задачей. С учетом постоянно растущих требований к плотности хранения данных, в будущем этот шаг поможет существенно упростить и удешевить процедуру масштабирования дата-центров», — заявил Алекс Бейк, директор по глобальным техническим операциям Acronis.

Если вас заинтересовали технологии или продукты Western Digital, о которых идёт речь в статье, заполните, пожалуйста, персональную форму, расположенную выше. Представители компании свяжутся с вами.

Компания Western Digital анонсировала систему хранения данных корпоративного класса OpenFlex Data24, рассчитанную на монтаж в стойку. Новинка подходит для решения таких задач, как аналитика в режиме реального времени, виртуализация, HPC, а также поддержание работы баз данных, ИИ и машинного обучения.

Устройство OpenFlex Data24 выполнено в форм-факторе 2U. Допускается установка до 24 твердотельных накопителей U.2 NVMe SSD, в частности, недавно представленных изделий семейства Ultrastar DC SN840, которые обладают вместимостью до 15,36 Тбайт. Таким образом, суммарная ёмкость хранилища может достигать 368 Тбайт.

Новинка относится к решениям JBOF — Just a Bunch of Flash. До шести хостов могут быть напрямую подключены к хранилищу с использованием портов 100Gb Ethernet и адаптеров Western Digital RapidFlex NVMe-oF. Новинка совместима c прежними решениями OpenFlex серии F.

Заявленное быстродействие достигает 13 млн операций ввода/вывода в секунду (IOPS), пропускная способность — 70 Гбайт/с. Задержки при этом составляют менее 500 наносекунд.

Система оборудована двумя блоками питания с сертификацией Platinum мощностью 2000 Вт каждый. Габариты составляют 8,75 × 44,80 × 71,12 см, вес — 31,75 кг. 

Компания Western Digital анонсировала твердотельные накопители Ultrastar DC SN840, ориентированные на корпоративный рынок. Устройства относятся к категории high-end: они обеспечивают высокие показатели производительности и надёжности. Кроме того, изделия обеспечиваются пятилетней гарантией.

Новинки выполнены в 2,5-дюймовом форм-факторе U.2 с толщиной корпуса 15 мм. Задействован интерфейс PCIe 3.0 x4; возможна также работа в двухпортовом режиме x2 + x2.

В основу решений положены 96-слойные микрочипы флеш-памяти BiCS4 3D NAND Flash на основе технологии TLC, которая предусматривает хранение трёх бит информации в одной ячейке. Применяется проприетарный контроллер.

В серии есть две разновидности накопителей с разным уровнем надёжности: 1 DWPD (полных перезаписей в сутки) и 3 DWPD. В первом случае вместимость составляет 1,92; 3,84; 7,68 и 15,36 Тбайт, во втором — 1,6; 3,2 и 6,4 Тбайт.

Все устройства обеспечивают скорость последовательного чтения информации до 3,3 Гбайт/с. Скорость последовательной записи достигает 3,1 Гбайт/с у моделей с показателем 1 DWPD и 3,2 Гбайт/с у версий с показателем 3 DWPD.

Величина IOPS (операций ввода/вывода в секунду) при произвольном чтении — до 780 тыс. При произвольной записи это значение составляет до 160 тыс. у устройств класса 1 DWPD и 257 тыс. у моделей класса 3 DWPD.