Flash sẽ thay đổi bao nhiêu lưu trữ doanh nghiệp?

Bộ nhớ flash đã có tác động rất lớn đến các thiết bị tiêu dùng, mọi thứ từ điện thoại thông minh đến thiết bị điện tử tiêu dùng đến ổ cứng thể rắn (SSD) trong các máy tính xách tay kiểu dáng đẹp và ứng dụng kinh doanh. Nhưng khi tôi tham dự hội nghị Storage Visions hàng năm cách đây vài tuần, tôi lại bị ấn tượng bởi lượng flash được sử dụng trong các hệ thống doanh nghiệp và tiềm năng của việc sử dụng trong tương lai là gì.

Một vài năm trước, có rất nhiều khả năng chống lại bộ nhớ flash trong doanh nghiệp vì lo ngại về độ tin cậy và độ bền của nó, đặc biệt là với đèn flash cấp độ tiêu dùng (tế bào đa cấp hoặc MLC). Đó là lý do tại sao làn sóng ban đầu của các sản phẩm flash dành cho doanh nghiệp sử dụng flash SLC một lớp, đắt tiền và chỉ có sẵn với số lượng hạn chế. Hóa ra với bộ điều khiển và phần mềm phù hợp, ngay cả đèn flash MLC cũng cung cấp đủ độ bền cho hầu hết các ứng dụng doanh nghiệp. Không giống như các ổ đĩa cứng, có xu hướng thất bại ngẫu nhiên, đèn flash có xu hướng xuống cấp theo thời gian theo một mẫu có thể dự đoán được. Việc chuyển từ SLC đắt tiền sang MLC đã cho phép các doanh nghiệp triển khai nhiều đèn flash hơn.

Thật vậy, tại thời điểm này, đại đa số các doanh nghiệp sử dụng đèn flash tại một hoặc nhiều điểm trong hoạt động của trung tâm dữ liệu của họ. Mỗi nhà cung cấp chính của mảng lưu trữ thường bán các hệ thống với một vài phần trăm dung lượng bao gồm SSD dựa trên flash, được sử dụng trong bộ nhớ cache và là tầng lưu trữ thấp nhất. Hầu hết bây giờ cũng cung cấp các mảng toàn flash, theo bước của những người tiên phong như Pure Storage.

Pure Storage cung cấp các mảng toàn flash mà nó cho biết có thể chi phí thấp hơn so với các đĩa quay truyền thống vì nó cung cấp giảm dữ liệu trên đường truyền nén dữ liệu cũng như tốc độ được cải thiện. Đặc biệt, công ty chỉ ra những thành công với cơ sở dữ liệu vừa và nhỏ, máy ảo và máy tính để bàn ảo (VDI). Tôi biết một vài công ty đã khá thành công với việc triển khai như vậy, trong các ứng dụng như VDI hoặc giao dịch tần số cao.

Ngoài ra, hiện tại chúng tôi cũng đang thấy nhiều flash hơn trong các máy chủ, trên các giải pháp PCIe. Đây là nơi các công ty như Fusion-io và Bộ nhớ violon ban đầu tạo được dấu ấn và chúng tôi đang thấy nó ở nhiều nơi hơn.

Gần đây, tôi đã thấy các giải pháp kết nối bộ nhớ flash trực tiếp với kênh DIMM theo truyền thống được sử dụng bởi các nhà cung cấp DRAM. Những người tiên phong ở đây bao gồm Diablo Technologies với kiến ​​trúc MCS (Bộ nhớ lưu trữ kênh bộ nhớ) và các sản phẩm như ArxCis của Viking Memory và ULLtraDIMM của SanDisk. Điều này hiện được sử dụng trong một số hệ thống của IBM và tôi hy vọng sẽ thấy nó nhiều hơn trong tương lai.

Điều khiến tôi ấn tượng khi thay đổi nhiều nhất là khái niệm rằng ngày càng có nhiều ứng dụng có thể đi đến môi trường "tất cả flash". Thật vậy, một trong những ghi chú tại triển lãm có tên là "Kích hoạt Trung tâm Dữ liệu Flash" do John Scaramuzzo, tổng giám đốc của SanDisk Enterprise Storage Solutions đưa ra. (Ông trước đây là chủ tịch của SMART Storage, được SanDisk mua lại và sử dụng nhiều công nghệ đã trở thành ULLtraDIMM.)

Trong bài trình bày này, Scaramuzzo đã nói về cách các ứng dụng như ảo hóa, điện toán đám mây và điện toán trong bộ nhớ đã cho phép các kịch bản flash toàn bộ. Về mặt hiệu quả, ông lập luận rằng tầng 0 đã trở thành flash chủ yếu và flash cũng đang trở thành một phần lớn hơn của các ứng dụng cấp 1. Điều này rất có ý nghĩa với tôi. Tôi nghe rất nhiều công ty giải thích rằng trong môi trường ảo, nhu cầu rất nhiều hoạt động đầu vào mỗi giây (IOPS) làm cho flash rất hấp dẫn. Điều này có vẻ đặc biệt đúng trong các ứng dụng máy tính để bàn ảo, vì bạn có thể đặt nhiều phiên VDI hơn cho mỗi máy chủ và vẫn không gặp vấn đề gì khi nhiều người dùng đăng nhập cùng một lúc.

Điều nổi bật hơn cả là niềm tin của anh rằng đèn flash hiện có ý nghĩa hơn trong các ứng dụng cấp 2, được thúc đẩy bởi những cải tiến về mật độ, công suất và yêu cầu làm mát của SSD, đặc biệt là khi nhìn vào ống kính Tổng chi phí sở hữu (TCO). Mặc dù chi phí thô cho mỗi bit flash cao hơn, ông đề nghị giảm chi phí hỗ trợ, giảm công suất và làm mát, giảm giá đỡ và không gian sàn và nhu cầu sử dụng ít mảng hơn cho việc sử dụng flash trong trung tâm dữ liệu. Khi chi phí của flash tiếp tục giảm và công suất tăng, một "Trung tâm dữ liệu flash" sẽ trở nên khả thi hơn, Scaramuzzo nói.

Ông đã nói về việc bây giờ có những ổ SSD có kích thước 2, 5 inch với dung lượng lưu trữ 2TB có khả năng cung cấp hơn 100.000 IOPS và nói rằng việc chuyển sang sản xuất flash 3D NAND cho thấy cách này có thể tăng lên 64TB hoặc thậm chí cao hơn trong vài năm tới, tất cả mà không mất hiệu suất. Ông cho biết điều này đã cho phép SSD bắt kịp với các ổ cứng có mật độ, nhưng cung cấp nhiều tốc độ hơn, ít năng lượng hơn và làm mát ít hơn. Một năm trước, ông nói, toán học để thực hiện công việc này trên cơ sở TCO là không thể, nhưng bây giờ thì có. Ông thậm chí còn nhìn thấy các ứng dụng cấp 3, chẳng hạn như lưu trữ, có thể chuyển sang lưu trữ flash, nói rằng việc vượt qua là có thể trong ba đến năm năm tới. Đây là một khái niệm tôi đã nghe nhiều nhất từ ​​các nhà cung cấp đám mây siêu quy mô lớn nhất.

Đó là một tầm nhìn thú vị, và một điều tôi thực sự chưa từng nghe thấy trước đây như một giải pháp doanh nghiệp, một phần vì trên cơ sở mỗi bit, bộ lưu trữ flash vẫn đắt hơn nhiều so với ổ cứng; và bởi vì tổng công suất của các nhà sản xuất ổ đĩa flash ít hơn nhiều so với các nhà sản xuất ổ cứng.

Thật vậy, trong các cuộc trò chuyện với các nhà cung cấp ổ cứng như Seagate, tôi luôn nghe về việc các ổ cứng cũng cải thiện mật độ của họ như thế nào (nếu không phải là tốc độ của chúng) và công suất của ngành công nghiệp ổ cứng lớn hơn nhiều như thế nào, và giá trị của hybrid các ổ đĩa (mà Seagate gọi là SSHD) kết hợp một số đèn flash và ổ cứng với nhau.

Ngoài ra, hiện nay có các giải pháp lai về phía mảng lưu trữ cung cấp các tính năng như sao chép và nén trong các mảng bao gồm flash và ổ cứng, do các công ty như Nimble Storage, Tegile và Tintri tiên phong.

Các giải pháp lai này thường có giá ban đầu thấp hơn nhiều so với các giải pháp flash toàn bộ. Dường như có các loại ứng dụng mà all-flash có ý nghĩa (thường là những loại mà công cụ nén đang hoạt động và nơi cần rất nhiều IOPS, bao gồm rất nhiều cơ sở dữ liệu cỡ trung bình) và các loại khác không có cơ sở dữ liệu cỡ trung bình) (t (chẳng hạn như cơ sở dữ liệu rất lớn hoặc những cơ sở có nhiều hình ảnh hoặc video đã được nén.)

Joe Unsworth, Phó chủ tịch nghiên cứu của Gartner cho NAND Flash và SSD, chỉ ra rằng các mảng trạng thái rắn đang phát triển rất nhanh, nhưng vẫn là một phần tương đối nhỏ của thị trường, và có khả năng sẽ vẫn như vậy trong tương lai gần. Thật vậy, ông thấy thị trường của các mảng dựa trên flash này tăng từ 782 triệu đô la năm 2013 lên 3, 6 tỷ đô la trong năm 2017. Nhưng ông chỉ ra rằng ngay cả khi đó, đây sẽ chỉ là 10% của toàn bộ thị trường mảng lưu trữ.

Với kinh tế học, dường như các ổ đĩa cứng sẽ là một phần lớn trong kho lưu trữ, gần như chắc chắn phần lớn các bit bit trong một thời gian dài sắp tới. Nhưng tôi chắc chắn có thể thấy nơi flash sẽ làm cho một số ứng dụng không chỉ nhanh hơn, mà thực sự có giá cả phải chăng hơn.