Ổ cứng thể rắn (SSD) phù hợp rất quan trọng

Một số chuyên gia IT có vài sự nhầm lẫn về ổ cứng thể rắn (SSD). Một số chuyên gia nghĩ rằng các loại SSD đều giống nhau bởi vì chúng đều là bộ nhớ flash. Thực tế không phải vậy.

Cách SSD được xây dựng cho máy khách như máy tính xách tay và máy tính để bàn (thiết bị làm việc hàng ngày) so với cách SSD được xây dựng cho ứng dụng trung tâm dữ liệu khác nhau rất nhiều. Những công việc này rất khác biệt. Một khối lượng công việc máy chủ thường duy trì 100% chu kỳ hoạt động 24 giờ một ngày, 7 ngày một tuần, cả năm. Nhưng khi chúng ta làm việc trên máy tính suốt cả ngày, ngay cả trên máy ảo, chúng ta chỉ sử dụng tài nguyên tối thiểu với rất nhiều thời gian rảnh.

Các ổ đưa vào máy chủ cần chịu được nhu cầu liên tục và có hiệu năng đáp ứng hoạt động nặng. Chúng ta không thể chỉ tháo một chiếc SSD ra khỏi máy tính xách tay và kỳ vọng nó hoạt động tốt trong một trung tâm dữ liệu, điều này giống như việc kỳ vọng một động cơ ô tô tiêu chuẩn chạy tốt trong một chiếc xe bán tải. Trung tâm dữ liệu cần các ổ cấp doanh nghiệp được chế tạo riêng biệt để mang lại hiệu năng dự đoán được ở quy mô lớn.

Đáp ứng sự ổn định hiệu năng SSD

SSD đang được sử dụng trong nhiều ứng dụng trong trung tâm dữ liệu hơn bao giờ hết. Trong những ngày đầu, SSD còn là một thứ gì đó bí ẩn. Bộ phận IT có một chút e ngại chúng, nhưng dần dần họ đã có thêm niềm tin vào công nghệ này, SSD đang chuyển dịch sang thêm nhiều ứng dụng hiệu năng cao, và đó chính là nơi mà sự ổn định hiệu năng như thế này trở nên quan trọng.

Để tạo ra các SSD được tinh chỉnh theo nhu cầu của trung tâm dữ liệu, trọng tâm nằm ở việc bảo đảm sự ổn định về hiệu năng vì nó liên quan đến IOPs và độ trễ. Để kiểm nghiệm điều này, các mã lệnh hiệu năng được tạo ra để xem xét mọi IO trong một kiểu mẫu kiểm tra rất dài.

Điều mà các nhà sản xuất tinh chỉnh cho và điều mà các kiến trúc sư IT muốn xem là những đường thẳng ổn định khi được kiểm chuẩn với khối lượng công việc của họ. Không bao giờ có sự ổn định 100% nhưng điều cần tránh là kiểu hình răng cưa còn được gọi là kiểu hình "Cây thông Noel" trong việc đáp ứng IO khi kết quả dữ liệu hiệu năng được thể hiện trên biểu đồ.

Một ổ không được tinh chỉnh đúng cách có thể gặp phải những biến động lớn về hiệu năng. Tại một thời điểm, ổ có thể thực hiện 50.000 IOPS và sau đó giảm xuống 20.000 IOPS trước khi tăng lại lên 60.000 IOPS. Mặc dù các con số lớn trông rất tuyệt trên bảng số liệu và báo cáo doanh thu, mức tăng hiệu năng cao không cho biết toàn bộ câu chuyện. Thay vào đó, SSD trung tâm dữ liệu cấp doanh nghiệp của Kingston được thiết kế để mang lại các mức hiệu năng ổn định ngay cả khi điều đó có thể có nghĩa là phải hi sinh mức hiệu năng đỉnh.

Sự ổn định này bảo đảm rằng khách hàng sẽ không thất vọng trước việc hiệu năng suy giảm, mà thay vào đó có lợi thế dự đoán được để quản lý các cụm lưu trữ của mình. Điều tạo ra đường thẳng này và sự ổn định phần lớn là do thiết kế firmware của SSD, kích thước của khu vực dự phòng và kích thước của cache ghi.

Với khả năng dự đoán tốt hơn, khách hàng của chúng tôi có khả năng xây dựng những ứng dụng quanh hiệu năng ổn định trong khi cũng đáp ứng các thỏa thuận cấp độ dịch vụ.

Thế còn các lệnh chủ được gửi đến ổ thì sao?

Với rất nhiều hoạt động chạy ngầm, ví dụ như lệnh TRIM, thu gom rác và các lệnh chủ đều cần được xem xét từ góc độ tinh chỉnh firmware. Về khía cạnh phần cứng, chúng tôi sử dụng cache DRAM lớn trên SSD để lưu trữ tất cả hoặc một phần lớn bảng ánh xạ của ổ và được dùng làm bộ đệm ghi cho các thao tác ghi vào SSD.

Độ trễ hoạt động tương tự như IO. Ví dụ, nếu độ trễ đang diễn ra ở mức dưới 5ms và sau đó nhảy vọt lên 500ms trước khi quay lại mức 5ms thì có vấn đề vì sự không ổn định về hiệu năng này có thể xuất hiện trong ứng dụng ở đâu đó.

Khách hàng trung tâm dữ liệu đã trở nên tinh tế hơn nhiều trong những năm qua, trong khi trong quá khứ một nhà cung ứng SSD có thể cung cấp cho họ ổ cấp độ khách tốt và họ sẽ chạy với ổ đó và sau đó tháo ra và thay thế bằng một ổ khách rẻ tiền khác khi xảy ra sự cố. Nhưng ngày nay khách hàng trung tâm dữ liệu tìm hiểu sâu hơn về SSD vì họ biết rằng có sự không ổn định nên họ sẽ kiểm tra chúng.

Các SSD doanh nghiệp tốt nhất ngày nay tận dụng cache DRAM lớn và được tinh chỉnh bên trong firmware để mang lại sự ổn định. Trên thực tế, khoảng 90% điều giúp làm phẳng những đường này được thực hiện qua mã trong firmware - đây là một nhân tố khác biệt lớn đối với các sản phẩm Kingston.

SATA so với NVMe - Không hoàn toàn là cắm & chạy

Trên thị trường ngày nay, khoảng 80% SSD được sử dụng vẫn là Serial ATA (SATA). Chuẩn SATA duy trì tốc độ truyền khá nhanh và chiếm dụng diện tích khá nhỏ trên bo mạch chủ, điều này có nghĩa là thêm nhiều ổ với cấu hình RAID xuất sắc.

Có một sự di chuyển lớn trong ngành lưu trữ khỏi giao tiếp SATA và sử dụng NVMe (non-volatile memory express) vì NVMe được thiết kế từ dưới lên cho SSD dựa trên Flash. Trên thực tế, nhiều dự báo phân tích gần đây cho thấy rằng trong vòng vài năm tới sẽ có sự chuyển dịch lớn trong các máy chủ phổ dụng khi NVMe hứa hẹn sẽ phá vỡ những giới hạn IO và độ trễ liên quan đến các giao tiếp ổ cứng cũ.

Trong 10 năm qua SSD đã được xây dựng sử dụng các giao tiếp của ổ cứng và điều này có ý nghĩa vào lúc ban đầu, tuy nhiên nhiều năm qua các chuyên gia lưu trữ đã biết rằng có một giao tiếp tốt hơn cho SSD. PCIe là một giao tiếp tốt cho SSD nhưng nhiều máy chủ ngày nay bị hạn chế về dung lượng và số lượng làn khả dụng.

Sự thật đơn giản là mọi người không thể chuyển ngay sang NVMe được.

Tổng kết

Tiêu chí bảo đảm ổn định hiệu năng của Kingston là giống nhau, cho dù là xây dựng cho giao tiếp SATA hay NVMe. NVMe vốn cung cấp độ trễ thấp hơn và IO cao hơn, nên khách hàng kỳ vọng nhiều hiệu năng hơn từ một ổ NVMe.

Khi chọn đúng SSD doanh nghiệp, các trung tâm dữ liệu cần tìm các SSD mà sẽ giảm độ trễ và hạn chế mọi khả năng "vách đá" IO.

Cuối cùng, khách hàng phải xem xét xem hạ tầng của họ có sẵn sàng tận dụng các giao tiếp lưu trữ mới và nhanh hơn không. SSD quan trọng và lựa chọn mà khách hàng đưa ra cho các trung tâm dữ liệu của mình đang trở nên ngày càng trọng yếu.

#KingstonIsWithYou