Storage gaat het datacenter veranderen

netapp2

Tijdens een event dat Pure Storage - een fabrikant van flash memory storage - onlangs organiseerde, verklaarde Wouter Levenbach, technisch directeur bij RAM Infotechnology, dat hij zich zorgen maakt over de omvang van zijn enige tijd geleden geopende nieuwe datacenter. RAM Infotechnology investeert momenteel namelijk fors is flash-geheugen, waardoor hij drastisch kan besparen op de ruimte die zijn storage-systemen in het datacenter innemen. Het is zeker niet de enige storage-ontwikkeling die grote gevolgen gaat hebben voor toekomstige computerzalen.

De Flash Memory Summit die iedere jaar in Santa Clara, Californië wordt gehouden, is uitgegroeid tot een van de meest interessante events voor iedereen die interesse heeft in de toekomst van het datacenter. Flash is aan een enorme opmars bezig en dat gaan we in het datacenter heel nadrukkelijk voelen. Hoe? Doordat er minder ruimte nodig is voor storage, SSD-geheugen veel minder koeling vereist en flash-storage veel minder stroom verbruikt dan disk.

Ook dit jaar vindt weer een editie plaats van het Flash Memory Summit-congres

Solid State Memory

Als we het over flash-geheugen hebben, dan hebben we het in principe over exact hetzelfde opslagmedium dat we gebruiken in digitale camera’s en andere consumentenproducten. Bedrijven als XtremeIO (inmiddels overgenomen door EMC) en Pure Storage gebruiken dit soort chips om opslagcapaciteit voor bedrijven te bouwen. Dat is een aanpak die al enkele decennia bestaat. Ooit gestart onder de naam ‘solid state memory’ was dit in eerste instantie een opslagmethode die alleen interessant was voor bepaalde wetenschappelijke toepassingen en voor Wall Street. Het voordeel van solid state-geheugen was toen ook al: supersnel. Maar ook: zeer duur. Zeker als we de vergelijking trokken met disk.

Fabrikanten van schijven wisten flash lange tijd uit het datacenter te weren. Naast de kosten was er nog een ander probleem: de schaalbaarheid van flash. Of beter gezegd: het gebrek aan schaalbaarheid. Daarmee bedoelde men dat bedrijven en overheidsorganisaties in hun datacenter vaak petabytes aan opslagcapaciteit nodig hebben en flash arrays - zoals de kasten vol geheugenchips genoemd worden - konden die capaciteit simpelweg niet bieden. De reden was de opslagcapaciteit per chip. Waren we enkele jaren geleden nog onder de indruk als we een geheugenstickje met een capaciteit van 2 of 4 Gigabyte kregen, inmiddels spugen de chipfabrieken van Samsung en andere aanbieders SSD-chips uit die een capaciteit van 1 Terabyte kennen. Op de laatste Flash Memory Summit werd bovendien bekend dat Samsung al heel ver is met een chip (letterlijk één chip) die 2 Terabytes aan data kwijt kan. We zijn bovendien op weg naar driedimensionale opslag van data op geheugenchips, waardoor we per chip al heel snel een factor 10 of meer kunnen vastleggen.

Data reduction

Daarmee hebben de aanbieders van flash memory het capaciteitsprobleem redelijk onder controle. Ook met de kosten gaat het de goede kant op. Flash is nog duurder in aanschaf, maar het verhaal verandert ingrijpend als we kijken naar de manier waarop bedrijven als Pure Storage data op flash opslaan. Daarbij passen zij een aanpak toe die ‘data reduction’ wordt genoemd. Dat gebruiken disk-fabrikanten ook, maar flash storage-aanbieders hebben aan deze reductie van de hoeveelheid data die opgeslagen moet worden een enorme impuls gegeven. Niet voor niets zegt Ton Welling, directeur van Pure Storage in de Benelux, dat hij eerder voor een softwarebedrijf werkt dan voor een hardware-fabrikant. De claims van flash-aanbieders liegen er niet om. Zij stellen dat zij voor dezelfde data een factor 5 tot 7 minder opslagcapaciteit nodig hebben dan klassieke storagebedrijven. Klanten - Nederland geldt als een early adopter-markt als het om flash-geheugen in het datacenter gaat - bevestigen dit soort claims.

Wie dit soort reductieratio’s gebruikt om uit te rekenen hoeveel ruimte er in een computerzaal nodig is voor opslag bij gebruik van flash komt tot hele interessante ruimtebesparingen. Tijdens het event waar ook Wouter Levenbach van RAM Infotechnology sprak, werd een duidelijk voorbeeld gegeven van die ruimtebesparing. Een datacenter dat 100 Terabyte aan opslagruimte wil creëren, kan dit nu realiseren met een kast van 1U.

Ook het energiegebruik van flash-geheugen heeft grote gevolgen voor datacenters. Er wordt vaak gerekend met een factor 10 verschil in stroomverbruik ten gunste van flash. Dit verschil wordt vooral veroorzaakt door het feit dat disk altijd onder stroom dient te staan en flash alleen als er daadwerkelijk lees- of schrijfacties plaatsvinden. En ook wat koeling betreft winnen flash arrays het van klassieke disk arrays.

Eerder kleiner dan groter

Hoe snel gaat deze ontwikkeling? Dat hangt sterk af van de achtergrond van de deskundige aan wie we deze vraag stellen. Dat flash steeds goedkoper wordt - daar is iedereen het wel over eens. De komende vijf tot zes jaar zullen de prijzen per eenheid opslagcapaciteit ieder jaar met 20 tot 30 procent dalen. Dat geeft flash een flinke impuls. Maar zo mogelijk nog belangrijker is de vraag wat IT-afdelingen gaan doen. Storage managers zijn gewend te werken met een reeks van typen storage. ‘Tiering’ noemt men dat in IT-jargon. Daarbij is sprake van online storage, nearline storage en offline storage. Online storage is altijd direct aan de servers en applicaties gekoppeld. De data op deze opslagsystemen is zonder vertraging (‘latency') beschikbaar voor applicaties. De deskundigen zijn het er over eens dat deze ‘tier’ over enkele jaren geheel uit flash storage zal bestaan. Disk schuift op richting nearline storage waarbij de data niet in realtime beschikbaar is, maar het opvragen van een gegeven enige tijd (nog altijd seconden) tijd vergt. Dit blijft - denken althans de analisten - het domein van schijfgeheugen. Offline storage is met name het archiveringsstuk van een storage-aanpak. Dit is en blijft het gebied voor met name tape, aangevuld met disk en - soms - optische media.

Voor steeds meer datacenters betekent deze trend dat er de komende jaren massale hoeveelheden (vele petabytes) aan data binnen gaan komen. Dit wordt een grote vervangingsoperatie waarbij vele racks vol schijfgeheugens zullen verdwijnen. Voor de technische infrastructuur van de computerzalen heeft dit dus grote gevolgen: we hebben ineens tientallen vierkante meters ruimte over. Terwijl de koelingscapaciteit en de power-infrastructuur straks niet meer aansluit bij de daadwerkelijk opgestelde apparatuur. Voor veel datacenters betekent dit dat zij een uitbreiding van de hoeveelheid vierkante meters hoogstwaarschijnlijk kunnen uitstellen, terwijl er ook op het gebied van power en koeling de nodige aanpassingen zullen zijn. Ook voor nieuwbouw- en renovatieprojecten zal de opkomst van flash in het datacenter duidelijke gevolgen hebben. Datacenters zullen eerder kleiner dan groter worden.

Met helium gekoelde schijven

Fabrikanten van disk storage zien de dreiging van de opkomst van flash arrays in het datacenter en vechten terug met nieuwe technologie. Een mooi voorbeeld daarvan is de met helium gekoelde schijf van HGST, een onderdeel van het Japanse Hitachi-concern. Ook deze oplossing probeert - net als flash - het probleem van kosten en capaciteit op te lossen. Door disk-omkasting te vullen met helium heeft de schijf minder koeling nodig, verbruikt minder energie en kan er meer opslagcapaciteit in een omkasting worden geperst. Ook is het bij deze aanpak mogelijk om dunnere platen toe te passen, waardoor ook het gewicht van een disk afneemt.

Robbert Hoeffnagel

 
Meer over
Lees ook
Cray levert supercomputer aan Deens en IJslands meteorologische instituut

Cray levert supercomputer aan Deens en IJslands meteorologische instituut

Het Deens Meteorologische Instituut en het IJslandse Meteorologisch Bureau gaan een Cray XC supercomputer en een Cray Sonexion 2000 storagesysteem inzetten voor weersvoorspellingen. Hiervoor heeft Cray een contract van 6 miljoen dollar afgesloten met de partijen. De twee meteorologische instituten uit Denemarken en IJsland willen nauwer gaan samenwerken...

Sony neemt blu-ray cold storage start-up Optical Storage over

Sony neemt blu-ray cold storage start-up Optical Storage over

Sony neemt Optical Archive over. Optical Archive is een start-up dat een cold storage systeem op basis van blu-ray schijven heeft ontwikkeld. De start-up is opgericht door Frank Frankovsky, die bij Facebook een vergelijkbaar systeem heeft ontwikkeld. Facebook maakte begin 2014 op de Open Compute Project summit in San Jose, Californië bekend een cold...

Fixstars introduceert 6TB SSD

Fixstars introduceert 6TB SSD

Het Japanse Fixstars introduceert de eerste 6TB SSD ter wereld. De SSD moet in juni in de winkels liggen. Fixstars introduceert in totaal drie nieuwe SSD’s: de 1000M, 3000M en 6000M. De 1000M en 3000M maken bijna gebruik van 16nm flash geheugen en een 6Gbps interface. De SSD’s leveren respectievelijk 1TB en 3TB aan opslagruimte. 6000M De 6000M is echter...