Czy powinniśmy przejść na NVMe?

Przez ostatnie pięć lat konfiguracje serwerów i sprzętu pozostawały niezmienne. Niezależnie od tego, czy były to serwery aplikacji, macierze dysków czy zaplecze dla usług SaaS, sposób, w jaki zarządzający centrami danych budowali swoje systemy, niewiele się zmieniał. Nawet wraz z rosnącą potrzebą wykorzystania edge computing bliżej klienta – zarówno jeśli chodzi o obliczenia, jak i przechowywanie danych – większość sieci typu edge odzwierciedla istniejące konfiguracje sprzętowe, oparte na dyskach SSD SATA lub SAS.

Tylko w rzadkich przypadkach, gdy w ramach umów SLA niezbędne jest zapewnienie najwyższej niezawodności (rzędu 99,999 lub 99,9999%) dla aplikacji o kluczowym znaczeniu, w konfiguracjach można dostrzec daleko idące zmiany. W tego typu centrach danych kluczowa jest nadmiarowość i wiele z nich zarządza swoją platformą pamięci masowej, przechodząc głównie na standard NVMe z dyskami SSD klasy korporacyjnej. Dyski NVMe są również wyposażone w duże pamięci podręczne DRAM w celu zapewnienia odpowiedniej jakości usług (długookresowej stabilności działania).

Tu nasuwa się pytanie: Jeśli coraz więcej centrów danych przechodzi na standard NVMe w celu zapewnienia niezawodności, czy powinniśmy zmodernizować swoje serwery?

Odpowiedź jest znacznie bardziej złożona niż tylko „tak” lub „nie” i w rzeczywistości rodzi wiele innych pytań, które wymagają rozważenia.

Modernizacja prostego serwera 1U lub szafy serwerowej 10U z dyskami SATA lub SAS jest ograniczona dostępnością połączeń. Większość systemów z dyskami SSD SATA lub SAS wykorzystuje połączenia oparte na sprzętowych kontrolerach RAID. Natomiast technologia NVMe wykorzystuje porty PCI-Express, które z natury zapewniają wyższe prędkości przesyłania danych, a następnie wykorzystuje zdefiniowane przez oprogramowanie profile RAID.

Zaledwie rok temu większość klientów była przywiązana do technologii SATA i nie miała planów przejścia na standard NVMe. Nawet najwięksi dostawcy nie dokonali całkowitego przejścia, pozostając przy połączeniu technologii SATA i NVMe w proporcji 50/50%. Przyczyną jest fakt, że przejście na NVMe wymaga większej technicznej restrukturyzacji.

Nie wszystkie istniejące serwery mają wystarczającą liczbę portów PCIe do szerokiego wdrożenia NVMe, a większość centrów danych nie wymienia swoich serwerów tak szybko, jak macierzy pamięci. Mówiąc najprościej, jeśli system działa i zapewnia wydajność niezbędną do bieżącej działalności, to czy potrzebna jest zmiana?

Jeśli tak, należy rozważyć kilka kwestii dotyczących przyszłego systemu:

W jaki sposób zmiana wpłynie na praktyki związane z zapewnieniem nadmiarowości?

Przejście na model przechowywania danych zdefiniowany przez oprogramowanie (SDS) oznacza dla użytkownika nowy sposób zarządzania nadmiarowością i kontrolowania urządzeń fizycznych. W niektórych przypadkach przejście ze sterowanego sprzętowo systemu pamięci masowej na system SDS może wymagać zmiany pewnych aplikacji na poziomie jądra w celu utrzymania stałej wydajności. Ponadto platformy SDS wymagają od użytkowników innego myślenia o tym, jak wdrażają i konfigurują pamięć masową pod kątem nadmiarowości i wydajności.

Jakie problemy występują w obecnej architekturze i czy NVMe je rozwiąże?

Niektóre problemy mogą nie dotyczyć przesyłania danych, ale tak naprawdę profilu odczytu/zapisu lub po prostu niezastosowania dysków klasy korporacyjnej. Obecnie wiele dysków ma wysokie parametry wydajności w arkuszach specyfikacji, ale nie odnoszą się one długookresowej stabilności ani przewidywalności działania. Dzieje się tak zwykle dlatego, że producenci zachwalają bardziej parametry szczytowej wydajności, niż charakterystykę pracy w stanie ustalonym.

Czy podążam za trendem, czy za potrzebami klientów?

Chociaż zawsze miło jest mieć lśniące nowością podzespoły w swoich serwerach i zyskać konkurencyjną przewagę nad innymi centrami danych, faktem jest, że wiele udoskonaleń może budzić wątpliwości w odniesieniu do nowych konstrukcji.

Dostępnych obecnie dysków NVMe M.2 zwykle nie można podłączać podczas pracy systemu. Nie mają one również mocowania do obudowy ani uchwytu. SATA pozostaje dominującym rozwiązaniem, ponieważ uszkodzone dyski można wymieniać bez wyłączania całego serwera. I tutaj pojawia się format U.2, który pozwala na zastosowanie technologii NVMe w centrum danych dzięki możliwości podłączania podczas pracy systemu w przednich wnękach na dyski serwerowe, pod warunkiem zapewnienia obsługi zarówno hosta, jak i systemu operacyjnego. Podczas gdy U.2 wydaje się być głównym formatem, który umożliwia zastosowanie technologii NVMe w serwerach, najnowsze rozwiązania Intela i Samsunga w tym zakresie stwarzają więcej możliwości budowy systemów NVMe. Rozwiązania EDSFF Intela (linijka) i NF1 Samsunga mogą być odpowiedzią na niektóre bolączki formatu M.2.

Oba formaty są na tyle nowe, że nie mamy wystarczającej ilości informacji na temat ich długookresowej wydajności i niezawodności. Jednak, podobnie jak format U.2, rozwiązują one rzeczywiste problemy związane z obsługą w kontekście budowy kolejnych systemów NVMe. Podobnie jak w przypadku rywalizacji technologii BETA i VHS w latach 80. i 90. pytanie dotyczy tego, który format ostatecznie wygra, jeśli chodzi o długoterminowe wsparcie.

Niezależnie od tego, czy już czas na zmianę, firma Kingston nadal oferuje najbardziej niezawodne dyski SSD SATA klasy korporacyjnej, spełniające potrzeby większości instalacji w centrach danych, a także rozwija pakiet rozwiązań NVMe dla firm.

#KingstonIsWithYou