Melhore o desempenho e reduza os custos com SSDs baseadas em Flash

Julho de 2009 Sun Inner Circle Brasil O show deve continuar Enfrentando a tempestade econômica Conseguir já aquele fabuloso emprego de TI Compartilhe: Recursos relacionados Tecnologias Flash da Sun Sistemas de armazenamento aberto da Sun Pools de Armazenamento Híbrido da Sun Como implementar os Pools de Armazenamento Híbrido com a tecnologia Flash e o sistema de arquivos Solaris ZFS Como otimizar os sistemas para usarem a memória Flash em substituição das unidades de disco rígido Inner Circle Subscriber Center Get the content that meets your interests and needs: » Update your profile. Not a member? » Join now. Página própria para impressão Entre Em Contato

Deseja uma melhoria rápida, fácil, por ordem de magnitude do desempenho e economia do armazenamento? Saiba mais sobre as SSDs baseadas em Flash.

A Lei de Moore continua em vigor. Os processadores estão cada vez mais densos, rápidos e acessíveis, e a era do multi-core está aumentando as vantagens. Então por que motivo continua sendo tão difícil (e tão dispendioso) melhorar o desempenho dos aplicativos?

Porque o engarrafamento do desempenho é I/O (entrada/saída), e não a potência bruta de processamento. Para as atuais aplicações com muitos dados, os tempos de busca e as latências rotacionais, além das IOPS (operações de entrada/saída por segundo), tornaram-se medidas mais relevantes do desempenho de aplicativos do que as velocidades das CPUs (unidades centrais de processamento).

A tecnologia Flash, uma opção de memória reprogramável e apagável de alto desempenho que economiza energia, pode romper o engarrafamento I/O a um preço acessível. O desempenho das SSDs (unidades solid state) baseadas em Flash é muito superior ao das unidades de disco rígido (HDDs) tradicionais, e o custo é muito inferior ao da memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM), por conseguinte, as SSDs baseadas em Flash podem preencher um “ponto doce” entre essas tecnologias em termos de preço/desempenho.

É por isso que a tecnologia Flash está expandindo rapidamente a sua função nos datacenters empresariais, e é também por isso que a Sun adotou uma posição de liderança ao desenvolver produtos baseados em Flash.

As capacidades Flash criam avanços radicais na arquitetura de TI

Na realidade, a Sun é a primeira grande fornecedora de sistemas a integrar de forma global a tecnologia Flash em todo o seu portfólio de sistemas, incluindo os sistemas Sun Blade, os sistemas Sun x64 e os servidores Sun CoolThreads. E o novo Flash Module da Sun, o primeiro design Flash de norma aberta de qualidade empresarial, está agora disponível a programadores e à comunidade OpenSolaris Storage para promover a inovação Flash.

Mas o Flash oferece recursos adicionais que podem revolucionar verdadeiramente a arquitetura de TI, particularmente no ambiente de armazenamento. Por exemplo:

• Acelerar o processamento de transações: Quando você tem um alto nível de Flash disponível para gravação (memória Flash otimizada para operações de gravação), o Flash pode proporcionar uma resposta muito rápida para pedidos simultâneos, os quais são muito frequentes nos aplicativos de processamento de transações com muitos dados. O Flash pode ser utilizado como buffer para esse tipo de operações.
• O Flash como cache: O Flash pode ser utilizado e gerenciado como uma cache de Nível 3 ou Nível 4 que substitui a DRAM, que é mais dispendiosa.
  Na realidade, cria uma cache secundária muito vasta, para que, quando algum elemento é eliminado da cache de memória principal, ele possa ser transferido para uma cache baseada em Flash disponível para leitura, dando-lhe assim a possibilidade de possuir um conjunto de trabalho muito maior.

Além disso, quando associado a outras tecnologias Sun, as SSDs baseadas em Flash podem oferecer novas abordagens à elaboração de ambientes de armazenamento que proporcionem maior desempenho, menor consumo energético e um custo total mais baixo. E não há melhor exemplo que o conceito único da Sun “Pool de Armazenamento Híbrido” (Hybrid Storage Pool).

O Pool de Armazenamento Híbrido: Preço/desempenho sem precedentes. Um Pool de Armazenamento Híbrido é uma nova abordagem à elaboração de uma infraestrutura de armazenamento que coloque os dados onde possam ser usados da maneira mais eficiente. Utiliza SSDs baseadas em Flash como um novo nível de armazenamento — um nível que se situa entre os suportes de discos rotativos tradicionais como as HDDs de 15K RPM e a memória muito mais rápida mas mais dispendiosa, por exemplo a DRAM.

Na maioria dos casos, isto significa melhorar o ambiente existente com SSDs baseadas em Flash, ao invés de substituir os componentes mais antigos com dispositivos baseados em Flash. Por exemplo, um número reduzido de SSDs baseadas em Flash pode ser integrado no pool de armazenamento para a colocação de dados em cache, aumentando assim significativamente o desempenho das cargas de trabalho mais intensivas em termos de operações de entrada/saída. Simultaneamente, essas SSDs baseadas em Flash são significativamente menos dispendiosas e mais densas do que a DRAM, portanto a combinação de SSDs baseadas em Flash, HDDs tradicionais e dispositivos baseados em DRAM faz com que a infraestrutura total de armazenamento pareça muito mais rápida aos aplicativos, reduzindo ao mesmo tempo os custos totais das infraestruturas. Além disso, as SSDs reduzem de forma dramática o consumo de energia, até 80% em comparação com os discos rotativos.

As inovações adicionais da Sun desempenham um papel chave. Por exemplo, o sistema de arquivos Solaris ZFS aproveita totalmente as vantagens em termos de custos e desempenho das SSDs baseadas em Flash, originando um melhor desempenho dos aplicativos e do sistema de arquivos.

“Quando se acrescenta SSDs com memória Flash a um sistema de armazenamento que executa o sistema de arquivos Solaris ZFS, o sistema funciona simplesmente mais depressa, sem trabalho nenhum”, afirmou John Fowler, Vice-presidente Executivo de Sistemas da Sun. “Obtém-se um nível sem precedentes em termos de preço/desempenho, reduz-se o consumo total de energia da infraestrutura de armazenamento, melhora a confiabilidade em termos globais... sem sacrificar nada”.

O Solaris ZFS coloca os dados em cache nas SSDs de forma transparente, eliminando a necessidade de modificar os aplicativos. E ao contrário dos sistemas de arquivos menos sofisticados, o ZFS reconhece tipos de suporte diferentes e otimiza a forma como manuseia cada tipo, para maximizar o desempenho do sistema.

“A grande vantagem do ZFS é que realiza a colocação de dados automaticamente, enquanto que com outros sistemas de arquivos, é preciso gerenciar manualmente a montagem dos discos, e andar com as coisas de um lado para o outro”, afirmou o Sr. Fowler. “Direciona automaticamente os dados usados com freqüência para SSDs rápidas e os dados usados menos frequentemente para HDDs mais lentas e menos dispendiosas”.

Os recursos adicionais incorporados em produtos específicos aumentam ainda mais as vantagens das SSDs baseadas em Flash. Por exemplo, a Série Sun Storage 7000 de sistemas de armazenamento unificados incorpora características que fornecem proteção contra escrita em cache no caso de perdas de energia, aumentando a confiabilidade. Estes sistemas podem também tirar proveito do software analítico DTrace, o qual permite aos administradores localizar e isolar problemas rapidamente, bem como otimizar o desempenho de armazenamento e o uso da capacidade — tudo isso enquanto os sistemas continuam executando e em produção.

Quando se deve considerar um Pool de Armazenamento Híbrido

Um Pool de Armazenamento Híbrido é uma excelente alternativa aos mais exigentes ambientes de armazenamento de operações intensivas de entrada/saída. Mas pode também resolver questões de negócios mais generalizadas em uma ampla série de cenários. Apenas alguns exemplos:

• Expandir o negócio sem expandir o datacenter. Muitas empresas estão simplesmente ficando com a falta de espaço nos seus datacenters empresariais, quer devido ao aumento vertiginoso da demanda de serviços baseados em rede, quer devido à consolidação do datacenter. Os Pools de Armazenamento Híbrido permitem que as empresas cumpram os acordos de nível de serviço com um número de unidades de disco físicas significativamente inferior. Em muitos casos, isto significa que a empresa pode continuar expandindo a quantidade e a qualidade de seus serviços sem ter de ampliar os requisitos de espaço, de energia e de arrefecimento do datacenter.
• Reduzir o custo total de propriedade para uma infraestrutura de armazenamento. A utilização da série Sun Storage 7000 como base do Pool de Armazenamento Híbrido pode reduzir o custo total de propriedade de diversas formas: pode proporcionar um desempenho equivalente e melhores resultados sem unidades de 15K RPM dispendiosas e devoradoras de energia; pode oferecer a mesma capacidade de armazenamento numa fração do espaço físico exigido pela infraestrutura tradicional; e pode economizar milhares de dólares em taxas de licenciamento em comparação com os sistemas proprietários alternativos.

Por exemplo, se um ambiente de aplicativos com um conjunto de trabalho de 350 GB precisa de 30.000 IOPS (operações de entrada/saída por segundo) para cumprir os acordos de nível de serviço, seriam necessários 100 HDDs de 15K RPM. Se as unidades forem de 300 GB, consumirem 17,5 watts e custarem 750 dólares cada uma, esse ambiente tradicional fornece as IOPS necessárias, tem uma capacidade de 30 TB, custa 75.000 dólares e consome 1,75 kWh de eletricidade.

A utilização de um Pool de Armazenamento Híbrido, seis SSDs de 64 GB (a 1.000 dólares cada uma) fornecem as 30.000 IOPS necessárias e contêm o conjunto de trabalho de 350 GB. Podem ser usadas unidades de alta capacidade menos dispendiosas para armazenar os restantes dados; 30 unidades de 7200 RPM de 1 TB, a 689 dólares cada uma (20.670 dólares) e que consomem 13 watts, proporcionam um armazenamento em HDD econômico. A economia é dramática: uma economia de 64% no preço de aquisição e uma economia de 77% no consumo de eletricidade.