Online-Umfrage, ob Software den teuren Flash-Speicher ausreizen kann, Teil 1

Einst war Storage der Engpass, den man an die Software anpassen musste.

| Autor / Redakteur: Bernd Schöne, Rainer Graefen / Rainer Graefen

Ralf Colbus, Systemingenieur und Architekt Storage bei IBM
Ralf Colbus, Systemingenieur und Architekt Storage bei IBM (Bild: IBM)

Flash macht den Speicher flink. Das ist aber nicht gleichbedeutend damit, dass die Anwendung von der Beschleunigung profitiert. Storage-Insider hat Speicherspezialist Ralf Colbus befragt, ob der Prozessor jetzt weniger Wartezyklen abarbeiten muss, weil der Speicher schneller antworten könnte, oder ob nun die Software zum Flaschenhals wird. Das Ergebnis fällt zwiespältig aus.

Allgemein reden sich Anwender bei der Anschaffung von Flash-Speichersystem, in welcher Form auch immer, gerne darauf hinaus, dass die Komponentenpreise der NAND-Speicher noch weiter sinken müssten.

Dabei wären die Ersparnisse bei der Abschaffung überflüssiger Softwarelizenzen ein wesentlich interessanterer Aspekt, um die Total Cost of Ownership (TCO) von Flash zu überprüfen.

Vielleicht macht Anwendern noch Angst, dass sie "das I/O-Profil ihrer Anwendungen gut kennen sollten, wenn sie Flash einführen wollen", wie Storage-Analyst Nobert Deuschle fordert.

Dann sollte man zum Beispiel "die Dedup-Effizienz, die I/O-Blockgröße, die Read-/Write-Ratio, und das Verhältnis zwischen Sequential und Random Access kennen, neben anderen Behinderungen wie den diversen Flaschenhälsen im Infrastruktur-Stack. Aufmerksamkeit verlangen ältere GbE- und FC-Switche, Server, Fabrics, HBAs, und NICs“, so Deuschle.

Herrscht doch nicht eitel Sonnenschein im Flash-Lager?

Storage-Insider: Welche Begrenzungen der klassischen Speicher-Hardware hinderten die Software bisher daran, ihre volle Leistungsfähigkeit auszuspielen?

Ralf Colbus: Das lässt sich mit einem Wort beschreiben: Latency! Klassische Disksysteme mit Controllern, Cache und Disks schaffen es nicht, in den Mikro-Sekunden-Latency-Bereich eines Flashsystemes einzudringen.

Selbst SSD, die in einem solchen Disksystem arbeiten und von vielen Herstellern als "Flash" betitelt werden, schaffen diese Leistungsklasse nicht. Das Latency-Verhalten eines Speichersystemes sorgt dafür, dass die CPU und die Applikation weniger Warte-Zyklen vor sich haben, damit es schneller läuft.

Kann Flash-Speicher hier Abhilfe schaffen? Wo sollte Flash-Speicher installiert sein, damit auch unternehmenskritische Software davon profitieren kann – im Server als SSD oder besser noch als Flash-Speichermodul, als All-Flash-Speichersystem übers Netzwerk oder als shared Cache im Netzwerk?

Ralf Colbus: Der Einsatz von Cache, Flash oder SSDs hängt eben genau von der Applikation ab. So haben wir zum Beispiel durch den Einsatz von SSDs im ERP-Umfeld mit IBM Power Systemen bei einem Kunden aus dem Automotive-Bereich keine Performance-Verbesserungen erlebt, da fast alle Requests im Server/Cache erledigt wurden und nur sehr wenige Plattenzugriffe erfolgten.

Ein anderer Kunde aus dem Einzelhandel profitiert hingegen von SSD im ERP-Umfeld, seine Antwortzeiten wurden auf unter zwei Millisekunden reduziert. Ob eine Technologie passt, kann man eben wirklich nur durch Erfahrung und Analyse-Tools bestimmen.

Welche Anforderungen werden an moderne Software-Programmierung heute gestellt? Ist In-Memory ein Weg, der alle Hardware-Performance-Probleme auf Dauer lösen kann?

Ralf Colbus: Wenn wir eins über die Jahre hinweg gelernt haben, so ist es das, dass es in der IT-Welt keine "one-size-fits-all"-Lösung gibt. Das gilt auch für In-Memory Datenbanken.

Es ist natürlich klar, dass Daten, die im Speicher des Servers liegen, die ideale Zugriffsgeschwindigkeit besitzen. Aber können alle Applikationen umgeschrieben werden und davon profitieren?

Wie würde aber der Betrieb – zum Beispiel Verfügbarkeit, Backup/Restore, etc. – aussehen? IBM hat mit DB2 Blue hierfür eine Datenbank geschaffen, die sowohl In-Memory als auch "klassisch" betrieben werden kann. Hier profitiert sie dann von sehr schnellen Disksystemen oder Flash.

Muss die IBM-Software für Flash angepasst werden, oder sind solche Anpassungen geplant? Wird durch den Umstieg auf SSDs die Schere zwischen CPU-Geschwindigkeit und Speichergeschwindigkeit geschlossen?

Ralf Colbus: Unsere Software kann heute sogar dem Disksystem bestimmte "Befehle" erteilen, in welchen Bereichen sie ihre Daten gerne speichert. Generell sind aber unsere Disksysteme so intelligent und optimieren sich selbst, indem sie auf die Applikationszugriffe hören und bestimmt Datenbereiche auf die schnellsten Speicherbereiche auslagern. Das funktioniert automatisch und ist Applikations-transparent.

Ist die Flash-Technik ein geeignetes Mittel zur Konvergenz von Rechen- und Speicherkapazitäten?

Ralf Colbus: Nein! Es kommt ebenfalls auf die Applikationen an. Denken wir zum Beispiel an Shared-Nothing Cluster oder Hadoop-Systeme, die im Server selbst Disks besitzen und nicht unbedingt auf externe Kapazitäten angewiesen sind. Oder auch an IBMs GPFS (GPFS-Storage-Server), der RAID und Storage-Funktionen im Server mitlaufen lässt.

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