La unidad de estado sólido (SSD) ideal es importante

La unidad de estado sólido (SSD) ideal es importante

Para algunos profesionales de IT, existe confusión sobre los SSD. Algunos tienen la impresión de que todos fueron creados iguales sin una diferencia real entre ellos porque son solo memoria flash. Este no es el caso

La forma como se fabrica un SSD cliente como para una computadora portátil o de escritorio (un dispositivo de trabajo diario), frente a cómo se fabrica un SSD para una aplicación de centro de datos es bastante diferente. Las cargas de trabajo son muy diferentes. Una carga de trabajo del servidor generalmente mantiene un ciclo de trabajo del 100 por ciento las 24 horas del día, los siete días de la semana, durante todo el año. Pero cuando trabajamos en nuestras computadoras durante todo el día, incluso en una máquina virtual, usamos recursos mínimos con mucho tiempo de inactividad.

Las unidades que se colocan en un servidor deben soportar la demanda constante y los requisitos de rendimiento para un uso intensivo. Uno no puede simplemente sacar un SSD de una computadora portátil y esperar que opere en un centro de datos, es como esperar que un motor de automóvil estándar alimente un camión semirremolque. Los centros de datos necesitan unidades que sean de nivel empresarial y estén especialmente diseñados para ofrecer un rendimiento predecible a escala.

Entregando consistencia de rendimiento SSD

Los SSDs se están utilizando en más aplicaciones que nunca antes en los centros de datos. Anteriormente, los SSD eran desconocidos. El departamento de IT les tenía un poco de miedo, pero a medida que han ganado más confianza en la tecnología, los SSDs se están transformando en aplicaciones de mayor rendimiento, y ahí es donde este tipo de consistencia de rendimiento se vuelve importante.

Para crear SSDs que estén ajustados a las demandas de un centro de datos, el enfoque se centra en brindar consistencia en el rendimiento en lo que respecta a la entrega y latencia de los IOPs. Para evaluar esto, se crean scripts de rendimiento que analizan cada I/O sobre un patrón de prueba muy largo.

Lo que los fabricantes optimizan y lo que los arquitectos de IT quieren ver, son líneas rectas de consistencia cuando se comparan con sus cargas de trabajo. Nunca hay una consistencia perfecta del 100 por ciento, pero lo que se evita es un patrón de diente de sierra o lo que se conoce como patrón de "árbol de Navidad" en la entrega de I/O cuando se grafican los resultados de los datos de rendimiento.

Gráfico IOPS SSD  Cliente que muestra latencia volátil, patrón de diente de sierra

Una unidad que no está ajustada correctamente puede experimentar grandes cambios en el rendimiento. En un momento dado, la unidad puede realizar 50,000 IOP, y luego cae a 20,000 IOP antes de recuperarse 60,000 IOP. Si bien los números altos se ven excelentes para una hoja de especificaciones y literatura de ventas, los picos de rendimiento no cuentan toda la historia del rendimiento. En cambio los SSDs de centro de datos de clase empresarial de Kingston, están diseñados para ofrecer niveles consistentes de rendimiento, así eso signifique que se puedan sacrificar algunos picos máximos en el rendimiento.

Gráfico IOPS del SSD del servidor que muestra la latencia predecible

Esta coherencia garantiza que los clientes no se sientan decepcionados por la falta de rendimiento, sino que tengan una ventaja predecible para administrar sus concentraciones de almacenamiento. Gran parte de lo que hace que sucedan esta línea recta y la coherencia, se debe al diseño del firmware SSD, el tamaño del área de sobreaprovisionamiento y el tamaño de la caché de escritura.

Con una mejor previsibilidad, nuestros clientes obtienen la capacidad de crear aplicaciones en torno al rendimiento constante, al tiempo que cumplen con los acuerdos de nivel de servicio.

¿Qué pasa con los comandos desde el host que se envían a la unidad?

Con tantas operaciones en segundo plano, por ejemplo, el comando TRIM, la recolección de basura y los comandos desde el host todas deben tenerse en cuenta desde una perspectiva de ajuste de firmware. Por el lado del hardware, usamos grandes memorias caché DRAM en los SSDs para contener toda o una gran parte de la tabla de mapeo de la unidad, y se utiliza como un búfer de escritura para las escrituras entrantes al SSD.

La latencia actúa de la misma manera que el I/O. Por ejemplo, si la latencia está avanzando a menos de 5ms y luego salta hasta 500ms antes de volver a bajar a 5ms hay un problema, ya que esta inconsistencia de rendimiento podría aparecer en algún lugar de la aplicación.

Los clientes del centro de datos se han vuelto mucho más sofisticados a lo largo de los años, en el pasado un proveedor de SSD les proporcionaba una buena unidad de nivel de cliente, lo ejecutaban, y luego simplemente lo extraían y lo remplazaban con otra unidad cliente barata cuando algo salía mal. Pero hoy en día, los clientes de los centros de datos están revisando capa a capa los SSDs, ya que saben que existen estas inconsistencias, y tienen que evaluarlas.

Los mejores SSD empresariales de hoy en día utilizan grandes cachés DRAM y están ajustados dentro del firmware para brindar consistencia. De hecho, alrededor del 90 por ciento de lo que suaviza estas líneas se realiza en código en el firmware, que es un gran diferenciador para los productos de Kingston

SATA vs. NVMe: no es exactamente “Plug & Play”

En el mercado actual, aproximadamente el 80 por ciento de los SSD que entran en servicio siguen siendo Serial ATA (SATA). El estándar SATA mantiene velocidades de transferencia relativamente rápidas y utiliza una huella relativamente pequeña en la placa madre, lo que significa más dispositivos con excelentes perfiles RAID.

Logo NVMe

Hay un gran movimiento dentro de la industria del almacenamiento para alejarse de la interfaz SATA y usar NVMe “non-volatile memory express” (Memoria express no volátil) ya que la NVMe fue diseñada desde el inicio para SSDs basados en Flash. De hecho, muchas de las recientes proyecciones de los analistas, sugieren que en los próximos años habrá un cambio importante en los servidores principales, ya que NVMe promete romper las limitaciones de I/O y latencia asociadas con las interfaces de disco duro anteriores.

Los dispositivos SSDs de los últimos diez años se han construido utilizando interfaces de disco duro y eso tenía sentido inicialmente, sin embargo, los expertos en almacenamiento han sabido durante muchos años que había una mejor interfaz para las dispositivos SSDs. PCIe es una excelente interfaz para SSD, pero muchos servidores están limitados hoy en día en su capacidad y en la cantidad de carriles disponibles.

El simple hecho es que las personas no pueden activar ese interruptor de la noche a la mañana para migrar a NVMe.

En resumen

Los criterios de Kingston para la entrega de consistencia en el rendimiento son los mismos, ya sea para construir una interfaz SATA o NVMe. NVMe proporciona inherentemente una latencia más baja y una mayor entrega de I/O, por lo que los clientes obviamente esperan un mayor rendimiento de un dispositivo NVMe.

Al elegir el SSD empresarial adecuado, los centros de datos deben buscar SSDs que reduzcan la latencia y limiten cualquier posibilidad de riscos de I/O.

Por último, el cliente debe considerar si su infraestructura está lista para utilizar las nuevas y más rápidas interfaces de almacenamiento. Los SSDs son importantes, y la selección que los clientes hacen para sus centros de datos es cada vez más crítica.

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