Die Vor- und Nachteile von All-Flash-Speicher-Arrays

Geschwindigkeit ist nicht alles

| Autor / Redakteur: Berthold Höflich* / Dr. Jürgen Ehneß

All-Flash-Arrays versprechen unschlagbar niedrige Latenzen.
All-Flash-Arrays versprechen unschlagbar niedrige Latenzen. (Bild: © pozdeevvs - stock.adobe.com)

Im heutigen Enterprise-Storage-Markt gibt es einige einfache, unveränderliche Regeln: Unternehmen verlangen eine hohe Kapazität und Skalierbarkeit, um mit dem Datenwachstum mithalten zu können, und eine ausreichende Leistung, um im Wettbewerb zu bestehen. Dies muss mit einem geringen Risiko und einer reduzierten Komplexität einhergehen.

Über diesen Faktoren steht das Ziel einer möglichst hohen Wirtschaftlichkeit. Aber können die heutigen All-Flash-Speicher-Arrays diese Ziele erfüllen?

Leistung

All-Flash-Arrays bieten im Allgemeinen eine sehr gute Performance und geringe Latenzzeiten, wenn sie als primärer Datenspeicher eingesetzt werden. Sie eignen sich auch sehr gut für den Einsatz in Nischenanwendungen, in denen I/O-Muster leseintensiv und Working-Sets klein sind (beispielsweise RDBMS, ERP/CRM/SCM).

Wenn sich aber ein All-Flash-Array seiner vollen Kapazität nähert, kann es zu erheblichen Leistungseinbußen kommen, da Write-Cliffs unter hohen Schreib-I/O-Lasten auftreten können, die eine intensive Garbage-Collection erfordern, um Blöcke für das Schreiben freizugeben.

Zudem basieren viele All-Flash-Arrays immer noch auf einem traditionellen aktiven/passiven Dual-Controller, einer RAID-basierten Architektur, die das gleiche Risiko von Controller-Engpässen und einer signifikanten Leistungseinbuße im Falle eines Controller-Ausfalls sowie von Rebuild-Schwachstellen darstellt.

Um die Kostenparität mit HDD-basierten Lösungen anzunähern, sind die meisten All-Flash-Arrays stark von Datenreduktionstechnologien (insbesondere Komprimierung und Deduplizierung) abhängig, die sowohl von Natur aus ressourcenintensiv sind als auch mit der Zeit an Effizienz verlieren, wenn das Array geladen wird.

Zuverlässigkeit

In Bezug auf die Kennzahlen zur Zuverlässigkeit erreichen All-Flash-Arrays einen Durchschnittswert, der herkömmlichen Mid-Range-Arrays ähnelt: 99,99999 Prozent, Dual-Controller und lange Rebuild-Zeiten. Das erleichtert Kunden, eine gleichwertige Lösung im Vergleich zu mittelgroßen Hybrid-Arrays zu finden.

All-Flash-Arrays sind jedoch bei weitem nicht in der Lage, Verfügbarkeiten von 99,9999999 Prozent zu liefern, da viele davon Dual-Controller enthalten und aktiv/passiv sind. Zum Vergleich: Ein Flash-optimiertes Hybrid-Array wie das von Infinidat ist in diesem Maßstab um den Faktor hundert zuverlässiger.

Außerdem ist NAND von Natur aus anfälliger für den Verschleiß seiner Speicherzellen und erfordert komplexe Mechanismen, um sich dem Niveau der Zuverlässigkeit einer Festplatte zu nähern. Nachfolgende Chip-Generationen haben in der Regel eine geringere Zuverlässigkeit als frühere Generationen, so dass All-Flash-Anbieter kontinuierlich höhere Summen investieren müssen, um die Schwächen der Widerstandsfähigkeit ihrer Roh-Chip-Komponenten zu mindern.

Wirtschaftlichkeit

Während die Kosten für Flash immer noch höher sind als für bewegliche Medien, kann die Wirtschaftlichkeit mit Datenreduktionstechnologien verbessert werden, die dazu beitragen, die Kosten für Flash näher an die Preisparität mit der Festplatte heranzuführen. Allerdings ist der Einspareffekt durch den Einsatz von Datenreduktion in der Regel nicht genau vorhersagbar, was den direkten Kostenvergleich mit Festplatten erschwert. Darüber hinaus werden die Fortschritte in der HDD-Technologie zu einer immer höheren Speicherdichte führen. Dies wird zur Kosteneffizienz beitragen und dazu führen, dass All-Flash-Arrays weiterhin nur in den Bereichen eingesetzt werden, in denen hohe Leistung das einzige Kriterium ist.

Da sich der globale Datenwachstum weiter beschleunigt, wird die Nachfrage nach kostengünstigem Speicher auf absehbare Zeit die verfügbare Flash-Kapazität übertreffen.

Skalierbarkeit/Nachhaltigkeit

All-Flash-Arrays haben den Vorteil, dass sie eine hohe Leistung bei einer relativ niedrigen Einstiegskonfiguration bieten. Dies liegt daran, dass die meisten All-Flash-Arrays (wie auch bei herkömmlichen Arrays) eine Skalierung der Kapazität unabhängig von der Front-End-Performance ermöglichen.

Wenn es um kapazitätsorientierte Arbeitslasten geht, sind Festplatten nach wie vor die bevorzugte Architektur, da Technologien wie HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) und TDMR1 (Two-Dimensional Magnetic Recording) die Flächendichte weiter erhöhen werden.

Die weitere Annäherung von Flash zum Rechnerkern, sowohl bei Basis-Servern als auch in konvergierten Systemen, kann dazu führen, dass sich die langfristige Rentabilität von Flash als gemeinsam genutztem primären Datenspeicher verringert.

Benutzerfreundlichkeit

Moderne All-Flash-Arrays bieten gut gestaltete, intuitive Bedienungsoberflächen. Gewöhnliche Verwaltungs- und Implementierungsvorgänge sind außerdem in einigen Fällen schneller durchführbar als bei einem herkömmlichen HDD-basierten Array.

All-Flash-Arrays können zu einer „erzwungenen Heterogenität“ führen, da es wirtschaftlich nicht möglich ist, alle Workloads auf All-Flash zu verschieben. Die meisten Anwender fügen All-Flash-Arrays zu einer bestehenden Infrastruktur hinzu, die aus anderen Speicher-Arrays besteht, was die Einführung einer neuen, unbekannten Verwaltungsoberfläche und eines neuen Workflows erfordert.

Fazit

Während All-Flash-Arrays definitiv ihre Berechtigung haben und sich für bestimmte Workloads eignen, werden sie auch weiterhin am ehesten bei spezifischen leistungsorientierten Workloads eingesetzt. Das All-Flash-Rechenzentrum, obwohl in der Theorie wünschenswert, wird für eine große Mehrheit der Unternehmen in absehbarer Zeit keine praktikable Option sein. Es würde einfach das IT-Budget sprengen und unnötige Risiken und Komplexität in das Rechenzentrum bringen. Moderne Storage-Konzepte berücksichtigen dies, um die Storage-Architektur so flexibel und agil wie möglich zu machen.

Die Zukunft liegt aus Sicht der Experten daher eher in der Entwicklung flexibler Storage-as-a-Service-Angebote (STaaS) – eine mitwachsende Storage-Infrastruktur, die sich als hybrides Cloud-Rechenzentrum nutzen lässt. Denn nur so erhalten Anwender zusätzliche Flexibilität und Planungssicherheit, da sie nicht – wie im Fall eines All-Flash-Rechenzentrums – ihren möglichen maximalen Bedarf von Anfang an einkaufen müssen, sondern ihren Storage organisch dem Gesamtwachstum anpassen können.

Berthold Höflich, Sales-Director für Deutschland und Österreich bei Infindat.
Berthold Höflich, Sales-Director für Deutschland und Österreich bei Infindat. (Bild: Infindat)

*Der Autor: Berthold Höflich ist als Sales-Director für Deutschland und Österreich bei Infinidat tätig. 2011 von einem Team von Experten aus dem Storage-Umfeld gegründet, konzentriert sich Infinidat darauf, die Widersprüche zwischen Leistung, Verfügbarkeit und Kosten im Multi-Petabyte-Bereich für Enterprise-Storage aufzulösen und modernen Storage-Lösungen anzubieten, die sich für den Einsatz bei den datenintensiven digitalen Unternehmen von heute eignen.

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