Serial Attached SCSI ist auf der Überholspur Die jüngste SAS-Generation zieht an PCIe vorbei

Die Datenflut hält unvermindert an und stellt Systemarchitekten vor zahlreiche Herausforderungen. Wie lassen sich diese gewaltigen Datenmengen kostengünstig handhaben und wie kann die Speicherleistung aufrechterhalten oder gar verbessert werden? Die aktuelle SAS-Technologie der dritten Generation bietet eine Lösung. Im Folgenden soll aufgezeigt werden wie die neue Speichertechnik verschiedene Speicherengpässe beseitigt.

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Allein Facebook muss täglich ein halbes Petabyte an Kapazität hinzufügen, um mit den Unmengen an Fotos und Videos seiner Nutzer mitzuhalten. Mit steigenden Datenmengen verlängern sich auch die Zugriffszeiten auf die Daten und eine stetige Weiterentwicklung von Speicherlösungen ist vonnöten, um diese zu verkürzen.

Um Speichersysteme für höchst leistungsfähige Umgebungen zu entwickeln, ist es zualler-erst einmal wichtig zu verstehen, wo Engpässe auftreten können. Mit jeder Generation technologischen Fortschritts verschieben sich die Engpässe in der Datenspeicherung. Die drei wichtigsten Elemente, die sich auf die Speicherleistung auswirken, sind der PCIe-Bus des Servers, die in Host-Bus-Adaptern und Expandern implementierte SAS-Lösung und die Festplattenlaufwerke mit SAS oder mit SATA-Schnittstelle.

SAS befindet sich jetzt in seiner dritten Generation und die Performance hat sich mit jeder neuen Generation verdoppelt, von ursprünglich 3 Gbit/s auf 6 Gbit/s und jetzt 12 Gbit/s. Wie PCIe nutzt SAS sogenannte Lanes und hochleistungsfähige Speichersysteme schalten normalerweise mehrere SAS-Lanes zusammen, um höhere Datenraten zu ermöglichen. Sowohl Festplattenlaufwerke als auch Solid State Disks können entweder SAS- oder SATA-Speicherschnittstellen unterstützen.

So setzt sich die Leistung von Speichersystemen zusammen

Bei der Entwicklung eines Speichersystems für hochleistungsfähige Umgebungen ist es wichtig, die Durchsatzbeschränkungen jedes einzelnen Elements zu verstehen. Der typische Durchsatz verschiedener Arten und Generationen der drei wichtigsten hier angesprochenen Elemente ist in Tabelle 1 in der Bildergalerie zusammengefasst.

Tabelle 2 enthält eine Zusammenfassung einiger Musterkonfigurationen, die zeigen, wo der Engpass bei der Konfiguration mit einem „vollständigen Satz“ von Festplatten besteht, dem langsamsten Element im System. Offenbar erfordert die Unterstützung einer größeren Anzahl von Festplatten für mehr Kapazität den Einsatz von aktuellen SAS- oder PCIe-Generationen oder mehr SAS-Lanes.

Niedriger Gesamtdurchsatz wird zum Engpass

Umgekehrt wird in Systemen mit einer geringen Anzahl von Festplatten deren relativ niedriger Gesamtdurchsatz zum Engpass. Das bedeutet, es ist nicht notwendig, die Konfiguration mit Technologien aktueller Generationen oder mehr SAS-Lanes zu überdimensionieren. Die in der Bildergalerie in Tabelle 2 aufgeführten Festplatten mit 15.000 RPM besitzen alle eine 6-Gbit/s-Schnittstelle, mit einem Durchsatz von jeweils 230 bzw. 550 Megabyte pro Sekunde für die HDDs und SSDs.

Man beachte, dass in Tabelle 2 davon ausgegangen wird, dass alle Festplatten gleichzeitig bei maximalem Durchsatz laufen, was aber nicht immer der Fall ist. Weiterhin ist wichtig, dass heute in zahlreichen Anwendungen in bestimmten Fällen die IOPS oftmals kritischer sind als der Durchsatz. Aus diesen Gründen ist jede Konfiguration normalerweise in der Lage, eine viel größere Anzahl von Festplatten zu unterstützen, als angegeben.

Ist die Migration zu 12-Gbit/s-SAS sinnvoll?

Die primäre Hürde bei der Migration zu SAS der dritten Generation ist bekannt: Investitionsschutz. Die meisten Unternehmen haben umfangreiche Investitionen in SAS-Festplatten getätigt und möchten diese bei der Umstellung auf 12-Gbit/s-SAS-Technologie schützen.

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