Interview mit Robert C. Woolery zu Nexsans AutoMAID „Get green with speed”

Redakteur: Nico Litzel

„Green“ IT ist ein Modebegriff, den viele IT-Hersteller derzeit inflationär als Kaufargument bemühen. Bereits vor dem allgemeinen Marketing-Hype hat sich Nexsan mit seinem AutoMAID-Konzept Gedanken gemacht, wie man den Energieverbrauch und somit die Betriebskosten von Disk-Systemen reduzieren kann. Robert C. Woolery, Senior Vice President Marketing bei Nexsan, erläutert im Gespräch mit Storage-Insider.de die Funktionsweise und das Einsparpotenzial von AutoMAID.

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Robert C. Woolery, Senior Vice President Marketing bei Nexsan
Robert C. Woolery, Senior Vice President Marketing bei Nexsan
( Archiv: Vogel Business Media )

Für welche Anwendungsgebiete ist AutoMAID geeignet?

Woolery: AutoMAID ist für unveränderliche Datenbestände wie Formulare, Produktbeschreibungen oder medizinische Aufzeichnungen geeignet. Auf diesen Fixed Content konzentrieren wir uns. Und warum wir das tun, das lässt sich mit Nexsans Geschichte erklären. Nexsan wurde 1999 in Derby, Großbritannien gegründet. Seitdem entwickeln wir Produkte für diesen Datentyp. Wir haben damals eine Gelegenheit erkannt, uns zwischen den Anbietern von hochperformanten Tier-1-Datenbanken und den Tape-Anbietern zu positionieren.

Wir waren davon überzeugt, dass Anwender die Vorteile von Festplattensystemen wollen – und das, soweit möglich, zu den Kosten von Bändern. Das heißt, Anwender wollen die Geschwindigkeit von Disks, also einen schnellen Zugriff auf Daten, sie schätzen die einfache Verwaltbarkeit und das Hochverfügbarkeitspotenzial von Disk-Systemen wünschen aber das Preisniveau von Tape-Systemen. Und das nicht nur in Bezug auf die Anschaffungs-, sondern auch bei den Betriebskosten.

Gibt es Zahlen, die belegen, dass AutoMAID-Disk-Systeme weniger Energie verbrauchen und in etwa so viel wie Tapes kosten?

Woolery: Wir werden nie vollständig das Preisniveau von Bändern erreichen und Bänder werden auch immer weniger Energie als Festplatten verbrauchen. Aber was wir versuchen, ist Festplatten effizienter zu gestalten. Heutzutage sind Disks nicht sonderlich sparsam beim Stromverbrauch. Sie sind nicht sonderlich grün und verbrauchen eine Menge Strom. Aber wir versuchen, so nahe wie möglich an Bänder ranzukommen.

Oder lassen Sie es mich so ausdrücken: Wann ist ihr Auto am energieeffizientesten? Wenn es in der Garage steht und nicht, wenn sie damit herumfahren. Tapes werden immer leise sein und sich nicht drehen. Und wir – um im Bilde zu bleiben – versuchen, Festplatten wie Autos an der roten Ampel zu gestalten: Wenn Sie bei Rot an der Ampel stehen, dann verbraucht ihr Wagen relativ wenig Energie. Wenn die Ampel grün wird, dann können Sie schnell durchstarten. Momentan drehen sich die Festplatten rund um die Uhr in einem Speichersystem. Dabei spielt es keine Rolle, ob man auf Daten zugreift oder nicht. Darin liegt eine ziemliche Verschwendung.

Wir bieten die Technik, mit der man diese Verschwendung in den Griff bekommt. Und wenn Sie, um auf Ihre Frage zurückzukommen, nach Zahlen Ausschau halten, die belegen, dass wir günstiger als Tape-Systeme sind und weniger Strom verbrauchen, so sage ich Ihnen, dass wir das nicht schaffen. Aber wir kommen sehr nahe ran.

Weiter mit: So optimiert AutoMAID den Energieverbrauch

Wie senken Sie nun den Energieverbrauch? Die Festplattenhersteller ihrerseits arbeiten ja gerade an Disks mit niedrigeren Umdrehungsgeschwindigkeiten.

Woolery: Moderne Festplatten lassen sich inzwischen stufenweise abschalten. Diese Fähigkeiten nutzen wir in unseren Systemen. Wir bieten eine Software mit der Bezeichnung AutoMAID an, die sich vom bekannten MAID-Konzept unterscheidet, wie man es beispielsweise von Copan und weiteren Herstellern kennt. Bei ihnen sind die Festplatten entweder an oder aus. Und wenn sie aus sind, dann sind sie natürlich sehr energieeffizient.

Aber dadurch müssen Anwendungen mit einer erheblichen Latenzzeit zurechtkommen. Denn wenn man Disks wieder hochfährt, dann kann das einige Minuten dauern, ehe beispielsweise eine Diagnose abgeschlossen wurde und die Controller einsatzbereit sind. Viele Applikationen haben mit dieser Verzögerung so ihre Probleme. Für eine Virtual Tape Library ist das kein Problem, sehr wohl aber für Anwendungen.

Unser Ingenieursstab hat sich daher für einen anderen Lösungsansatz entschieden und verschiedene Energiesparstufen entwickelt. Anwender können wählen, wie viel Energie sie sparen möchten. Gleichzeitig wird die Performance der Anwendungen nicht beeinträchtigt. Unser Motto lautet: Get green with speed! Man kann zwar heute grün sein, aber das ist dann zumeist nicht sonderlich schnell.

Wie genau sehen diese Energiesparstufen aus?

Woolery: Mit der ersten Stufe können Sie den Stromverbrauch um 20 Prozent reduzieren. Dabei senden wir ein Kommando an die Festplatte, woraufhin sie den Schreib-Lesekopf von der Platte nimmt und parkt. Man braucht nämlich eine Menge Energie, um den Schreib-Lesekopf über der Platte schweben zu lassen.

Tatsächlich? Ich dachte, der Schreib-Lesekopf fliegt über die Platte?

Woolery: Ja, das tut er auch. Aber dann senden wir ihm ein Kommando, sodass er – wie bei einem Schallplattenspieler – innen parkt.

Weiter mit: Allein der Schreib-Lesekopf verbraucht 20 Prozent

Das ist schon klar. Aber inwiefern verbraucht der Kopf Energie, wenn er über die Platte fliegt?

Woolery: Damit der Schreib-Lesekopf schweben kann, braucht man eine Luftströmung und eine ausreichende Geschwindigkeit. Das macht bei einer Disk in etwa 20 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs aus. Auch ich wusste das nicht, bis ich mit Ingenieuren gesprochen habe. Das ist wie bei einem Flugzeug: Genügend Luft muss über die Tragflächen streichen, man muss also mit den großen Triebwerken ausreichend Geschwindigkeit aufbauen, um abheben zu können. Bei Festplatten macht das 20 Prozent des Gesamtverbrauchs aus.

Wenn man den Kopf nun parkt, kann das System die Energieaufnahme verringern, da man keinen Luftstrom mehr braucht. Aber was sich Anwender nun fragen: Was passiert, wenn auf die Festplatte zugegriffen wird? Der erste Befehl führt den Kopf wieder zurück auf die Platte, wo er nach den angeforderten Informationen sucht. Das geschieht in weniger als einer Sekunde.

Und wie ist die Verzögerung bei weiteren Zugriffen?

Woolery: Alle weiteren Zugriffe werden wieder in voller Geschwindigkeit ausgeführt und Anwender können wie gewohnt auf Daten zugreifen. Das verursacht nur eine sehr geringe Verzögerung, mit der die meisten Anwendungen sehr gut zurechtkommen. OLTP-Datenbanken, die beispielsweise mit Bankautomaten zusammenarbeiten, haben damit ihre Probleme. Aber das ist nicht unser Markt. Wir adressieren Festdaten in Speichersystemen.

Ihre Werbung wendet sich an Anwender, die Daten von ihren Tier-1-Systemen migrieren wollen?

Woolery: Ja. Auf einer EMC Symmetrix, Hitachis Lightning und auf Tape: Hier findet man heute eine Menge Fixed Content. Jemand hat also Festdaten, die er von diesen Systemen auf unsere verlagern möchte, bei denen er aber nicht auf die Zugriffsgeschwindigkeit von Disks verzichten will. Von daher ist eine Verzögerung von unter einer Sekunde akzeptabel für die meisten Anwendungen.

Sie haben von mehreren Stufen gesprochen. Welche weiteren Möglichkeiten gibt es, den Stromverbrauch einer Disk zu reduzieren?

Woolery: Bei der zweiten Stufe verringern wir die RPM, also die Umdrehungszahl der Festplatte, auf 4.000 Umdrehungen pro Minute. Das reduziert den Energieverbrauch um 40 Prozent. Wenn nun eine I/O-Anfrage diese Festplatte erreicht, dann dauert die Antwort etwa 15 Sekunden. Alle weiteren werden wieder mit maximaler Geschwindigkeit abgearbeitet.

Weiter mit: So funktioniert Stufe 2 im Detail

Warum kann man nicht bei 4.000 Umdrehungen lesen und schreiben? Sie müssen die Festplatte also erst wieder hochfahren?

Woolery: Ja, wir müssen sie wieder hochfahren. Wir senden einen Befehl, der die Disk anweist, wieder mit voller Umdrehungszahl zu arbeiten. Ich bin momentan überfragt, ob es möglich ist, mit 4.000 Umdrehungen zu arbeiten. Aber die Anwender wollen die volle Geschwindigkeit einer 7.500-RPM-Disk. Schließlich haben sie die Disk aus diesem Grund gekauft. Zudem wollen wir diese reduzierte Geschwindigkeit gar nicht anbieten. Also fahren wir sie wieder hoch.

Unsere dritte und letzte Stufe, mit der man bis zu 60 Prozent Energie einsparen kann, versetzt Festplatten in einen leichten Ruhemodus. Das heißt, es fließt noch immer Strom durch das Laufwerk. Wir schalten also den Strom nicht vollständig ab, sodass noch immer Diagnosefunktionen und Integritätstest möglich sind.

Ein weiterer Vorteil ist, dass man nur 30 Sekunden warten muss, bis man wieder auf die Festplatte zugreifen kann. Danach funktioniert wieder alles wie gewohnt. Und nun muss man sich vor Augen halten, dass Festplatten zu etwa 80 Prozent für den Gesamtenergieverbrauch eines Speichersystems verantwortlich sind, da sie sich ja permanent drehen.

Kann ich diese Stromsparmodi programmieren oder ist das fest eingestellt?

Woolery: Wir lassen unseren Kunden die Wahl, ob sie Stufe 1, 2, 3 oder keine einsetzen möchten. Das geschieht ganz leicht über einen Eingabebildschirm, auf dem man ein beliebiges Laufwerk auswählen kann. Man kann die Stufen sowohl für einzelne Laufwerke als auch für das gesamte System setzen.

Zudem bieten wir eine Timerfunktion an, mit der man beispielsweise festlegen kann, dass eine inaktive Disk nach 15 Minuten auf Stufe 1 und nach einer halben Stunde auf Stufe 2 gesetzt wird. Ganz wie Sie möchten. Bei unseren Kunden sehen wir, dass sie unter der Woche während der Geschäftszeiten den Normalbetrieb oder Stufe 1 für die Festplatten verwenden. Nach Feierabend versetzen sie die Disks in Stufe 2 und am Wochenende, wenn erfahrungsgemäß nur selten gearbeitet wird, dann auf Stufe 3.

Weiter mit: Keine Angst vor Timeouts

Ist es möglich, einer Anwendung und somit dem User mitzuteilen, dass eine Festplatte gerade wieder hochgefahren wird? Ich vermisse häufig so einen Hinweis. Anwender erhalten keine Reaktion vom System und müssen warten.

Woolery: Betrachten wir ein Fibre-Chanel-SAN. Normalerweise empfehlen die Hersteller, das Timeout-Kommando für ihre Speicher, für die HBAs und die Switches auf eine Zeit zwischen 60 und 120 Sekunden zu stellen. Man mag nicht glauben, dass dieser Wert so hoch ist, aber er ist so hoch, damit die Controller und die Systeme ein Failover leisten können. Die größte Verzögerung, die unsere effizienteste Stufe hervorruft, liegt bei rund 30 Sekunden. Zudem merken Sie bei unter einer Sekunde nichts.

Das ist wie bei einem Laptop mit sparsamen Disks. Wenn sie es aus dem Ruhezustand holen, dann hören Sie, wie die Festplatten mit einer leichten Verzögerung wieder anfahren. Tatsächlich nehmen Sie diese leichte Verzögerung gar nicht wahr. Wenn Sie aber Bedenken haben, dann verwenden Sie doch einfach nicht Stufe 3.

Ich habe beispielsweise mal mit einem Kunden gesprochen, der sich um die Verzögerung Gedanken gemacht hatte. Ich habe ihm geraten, er solle Stufe 1 einfach mal eine Woche testen. Bereits kurze Zeit später kam er wieder und erklärte, dass er es nicht glauben könne: Sein Unternehmen habe in der Tat 20 Prozent Energie eingespart – und die Anwender hätten nichts davon mitbekommen.

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