Sollte ich zu NVMe wechseln?

In den letzten fünf Jahren waren die Server- und Hardwarekonfigurationen konsistent. Ob es sich um einen Anwendungsserver, ein Speicher-Array oder ein SaaS-Backend handelt, die Art und Weise, wie Rechenzentrumsmanager ihre Systeme aufgebaut haben, hat sich nicht wesentlich verändert. Trotz der Notwendigkeit, die Nutzung von Edge-Computing in der Nähe der Kunden zu erhöhen – sowohl für Rechenvorgänge als auch für die Speicherung – setzen die meisten Edge-Netzwerke bestehende Hardware-Konfigurationen mit SAS- oder SATA-SSDs ein.

Nur in seltenen Fällen, in denen die Einhaltung von fünf oder sechs Neunen in SLAs für unternehmenskritische Anwendungen ein Muss ist, haben wir dramatische Veränderungen der Hardware-Konfigurationen erlebt. In diesen Rechenzentren ist Redundanz entscheidend, und viele Rechenzentren verwalten ihre Speicherplattform, indem sie überwiegend auf NVME mit SSDs der Enterprise-Klasse umstellen. NVMe-Laufwerke sind außerdem mit großen DRAM-Caches ausgestattet, um QoS-Leistung (langfristige Leistungsstabilität) bereitzustellen.

Das wirft die Frage auf: Wenn weitere Rechenzentren auf NVMe umstellen, um die Verfügbarkeit zu gewährleisten, sollte ich dann meine Server aufrüsten?

Die Antwort ist weitaus komplexer als ein einfaches Ja oder Nein und wirft in der Tat eine Vielzahl weiterer Fragen auf.

Die Aufrüstung eines einfachen 1U-Servers oder 10U-Racks von SATA oder SAS ist durch die Verfügbarkeit von Anschlüssen begrenzt. Die meisten Systeme, die SATA- oder SAS-SSDs nutzen, werden über hardwarebasierte RAID-Controller angeschlossen. NVMe nutzt jedoch PCI-Express-Ports, die naturgemäß höhere Übertragungsgeschwindigkeiten bieten, und nutzt dazu noch softwaredefinierte RAID-Profile.

Noch vor einem Jahr waren die meisten Kunden an SATA gebunden, ohne dass ein Umstieg auf NVMe geplant war. Selbst die größten Tier-1-Anbieter haben die Umstellung noch nicht vollständig vollzogen, da sie einen 50/50-Prozent-Mix aus SATA und NVMe haben. Das liegt daran, dass NVMe auch eine technische Überarbeitung erfordert.

Nicht alle vorhandenen Server verfügen über genügend PCIe-Ports, um eine große NVMe-Bereitstellung zu unterstützen. Außerdem wechseln die meisten Rechenzentren ihre Server nicht so schnell, wie sie ihre Speicherarrays wechseln. Einfach ausgedrückt, ist es nötig zu wechseln, wenn es funktioniert und die für den heutigen Betrieb erforderliche Leistung erbringt?

Wenn ja, dann sind hier einige Dinge, die beim nächsten Projekt zu berücksichtigen sind:

Wie wird sich die Änderung auf Ihre Redundanzstrategien auswirken?

Die Umstellung auf ein softwaredefiniertes Speicher (SDS)-Modell bietet dem Anwender eine neue Art der Redundanzverwaltung und der Steuerung physischer Geräte. In einigen Fällen kann es beim Umstieg von einem hardwaregesteuerten Speichersystem auf SDS erforderlich sein, dass bestimmte Anwendungen zur Aufrechterhaltung einer konsistenten Leistung bis hinunter auf die Kernel-Ebene verändert werden müssen. Darüber hinaus müssen Anwender bei SDS-Plattformen auch ihre Überlegungen ändern, wie sie ihren Speicher für Redundanz und Leistung konfigurieren.

Was sind die vorhandenen Problempunkte Ihrer Architektur, und wird NVMe sie lösen?

Bei einigen Problemen handelt es sich vielleicht nicht um ein Datenübertragungsproblem, sondern um ein Lese-/Schreibprofil oder einfach darum, dass keine Laufwerke der Enterprise-Klasse eingesetzt werden. Viele Laufwerke verfügen heute über Hochleistungsspezifikationen in ihren Datenblättern, aber sie berücksichtigen nicht die langfristige Konsistenz oder Vorhersagbarkeit der Leistung. Das liegt in der Regel daran, dass sie eher auf Spitzenleistungsfähigkeiten als auf stationäre Leistungsprofile setzen.

Jage ich einem Trend hinterher oder besteht dieser Bedarf bei Kunden?

Es ist zwar immer schön, neue und glänzende Upgrades für unsere Server zu haben und sich damit von anderen Rechenzentren abzuheben, aber es gibt viele Fortschritte, bei denen es sich lohnen kann, über eine Neuanschaffeung nachzudenken.

Heutige M.2 NVMe-Laufwerke sind in der Regel weder hot-plug-fähig, noch gibt es eine Befestigung für ein Trägergehäuse oder eine Halterung. SATA ist nach wie vor ein dominierender Formfaktor, da fehlerhafte Laufwerke ausgewechselt werden können, ohne einen ganzen Server auszuschalten. Hier kommt der U.2-Formfaktor ins Spiel, da er NVMe im Rechenzentrum ermöglicht, der bei laufendem Betrieb in Front-Loading-Serverschächte einsteckbar ist, vorausgesetzt, dass eine Unterstützung sowohl durch das Host- als auch das Betriebssystem besteht. Während U.2 der Mainstream-Formfaktor zu sein scheint, um NVMe in Servern zu ermöglichen, bieten die jüngsten Entwicklungen von Intel und Samsung hinsichtlich des Formfaktors mehr Möglichkeiten für NVMe-Builds. Intels EDSFF (Ruler) und Samsungs NF1 könnten einige der Unzulänglichkeiten des M.2-Formfaktors lösen.

Diese beiden Formfaktoren sind so neu, dass wir nicht über genügend Daten zur langfristigen Leistung und Zuverlässigkeit verfügen. Wie U.2 gehen sie jedoch auf echte Bedenken hinsichtlich der Brauchbarkeit für den Aufbau der nächsten NVMe-Systeme ein. Ähnlich wie bei der Debatte BETA vs. VHS in den 80er und 90er Jahren wird sich dann die Frage stellen, welcher Formfaktor sich letztendlich für eine langfristige Unterstützung durchsetzen wird.

Unabhängig davon, ob Sie für die Umstellung bereit sind oder nicht, bietet Kingston weiterhin die beständigsten SATA-SSDs der Enterprise-Klasse, um die meisten Installationen in Rechenzentren zu unterstützen, während gleichzeitig eine Reihe von NVMe-Lösungen für Unternehmen entwickelt werden.

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