NVMe-Flash wird zunehmend zum Storage-Mainstream

Storage-Neuheiten: Kalray, Micron und HYCU NVMe-Flash wird zunehmend zum Storage-Mainstream

12.01.2022Von Dr. Jürgen Ehneß

Auf der jüngsten Online-Konferenz „Technology Live!“ der britischen PR-Agentur A3 stellten drei Storage-Anbieter ihre Neuheiten und sogar Pläne vor: Kalray, Micron und HYCU.

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PoINT Software & Systems GmbH

DataCore Software GmbH

Scality

Der Storage-Markt ist in Bewegung – nicht nur auf Grund des ständigen Datenwachstums, sondern auch durch die technologischen Weiterentwicklungen.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Kalray

Der französische Hersteller Kalray hat sich ganz dem Konzept einer Data Processing Unit (DPU) verschrieben. „DPUs werden künftig CPU und GPUs gleichberechtigt ergänzen“, ist sich CEO Eric Baissus sicher. DPUs werden demnach Aufgaben in den Bereichen Storage, Networking, Security und HPC/Edge Computing übernehmen, sei es bei der Speicherung, der Verschlüsselung oder der KI-Inferenz. „Sie dienen auf vielfältige Weise als Beschleuniger.“

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Eine Kalray-Beschleunigerkarte mit DPU-Prozessor.

Kalray bietet seinen Kunden drei Optionen an: eine Beschleunigerkarte (rechts), eine FlashBox (links) und eine NVMe-Storage Appliance zum Selbstbauen.

In dieser Übersicht über Latenzzeiten wird deutlich, wie sich TLC- und QLC-SSDs unterscheiden und wo CXL-Attached Memory seinen Platz hat: Seine Zugriffszeit liegt unter 150 Nanosekunden.

Die hierarchische Pyramide des zusammensetzbaren Memory für Storage-Zwecke.

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Für DPU-Aufgaben hat Kalray daher als erstes einen DPU-Prozessor entwickelt: MPPA „Coolidge“. Er verfügt über 80 Rechenkerne, die in fünf Clustern angeordnet und mit 1 Gigahertz getaktet sind. Das ist nicht gerade Überlichtgeschwindigkeit, spart aber viel Energie: Der Verbrauch liegt bei nur 20 Watt. Es sind vielmehr die Höchstgeschwindigkeitsverbindungen, die den Unterschied gegenüber der Konkurrenz seitens Nvidia, Broadcom, Fungible und Marvell ausmachen sollen: Der Datendurchsatz liege bei zweimal 100 Gbps, und natürlich werde PCIe 4 unterstützt.

Der MPPA-Prozessor ziert eine Beschleunigerkarte, die sich in Steckplätze von Racks und Appliances platzieren lässt. Das jüngste, inzwischen verfügbare Modell, die K200-LP, liefert 2 Mega-IOPS pro Karte, verbraucht nur 30 W und führt alle nötigen Storage-Dienste aus, wie etwa RAID, Verschlüsselung, Deduplizierung, Kompression, Snapshots und so weiter. Es unterstützt NVMe over Fabric und bald auch RoCE (RDMA over Converged Ethernet). Für ältere Infrastruktur-Software sei die Karte durch ihre NVMe-Emulation aufzufinden und zu verwalten. Die Programmierung erfolgt durch ein extra dafür entwickeltes „Software Development Kit“ (SPDK).

FlashBox

Die neue FlashBox-Appliance umfasst in zwei Rack Units bis zu sechs solcher K200-LP-Karten. Deshalb liefert sie bis zu 12 MIOPS mit 44 Gbps Datendurchsatz. Die Storage-Kapazität wird nur durch die bis zu 24 SSD-Laufwerke begrenzt. Die quelloffene AccessCore Storage Software Suite (ACS) verwaltet die Laufwerke, stellt mit Kalray Composer eine Benutzeroberfläche bereit und sorgt für die Integration mit IBM Spectrum Scale.

CEO Eric Baissus ist sicher, dass die FlashBox im aktuellen Standard das „beste Preis-Leistungs-Verhältnis“ bietet: „Es ist zehn Mal besser als traditionelle Storage-Lösungen.“ Als deutsche Reseller der FlashBox nannte er Viking und Sanmina.

Roadmap

Ende 2021 hat Kalray nach Angaben seines CEOs eine Reihe von Erweiterungen geplant. Vorgesehen ist der Support für Kubernetes-Container, OpenStack, OpenShift, OpenNebula und Xen. Zu verdanken ist dies offenbar der Integration von Linstor, einem Produkt der deutschen Firma Linbit. Nach deren Angaben ist Linstor ein „Configuration-Management-System für Storage auf Linux-Systemen“. Außerdem soll die Unterstützung für Clone, Snapshot und RAID 0 hinzukommen. Für März 2022 ist der Support für VMware- und Hochverfügbarkeit geplant, im Juli 2022 soll Support für RAID 6 und RoCE (RDMA over Converged Ethernet) realisiert werden.

Micron

Micron bietet High-Performance-DRAM an, der unter anderem in Autos eingebettet wird. „Micron besitzt 40 Prozent Marktanteil am Speichermarkt der Automobilindustrie“, zitierte Reinhard Weigl, Geschäftsführer Micron Semiconductor Deutschland, aus einer Gartner-Studie. Dementsprechend arbeitet Micron mit BMW zusammen. „Unsere Storage Business Unit (SBU) betreibt global Storage Workload Testing Labs“, so Weigl, der auch die Kollaboration mit dem Kernforschungszentrum CERN sowie mit dem Supercomputing-Zentrum Mare Nostrum im spanischen Barcelona erwähnte.

Da laut der IDC-Analysten der Trend zur Steigerung der Server-Performance mithilfe von GPUs, PCIe, Cloudifizierung und Infiniband geht, sei der nächste Schritt die Verlagerung der Storage-Aufgaben in den Memory-Bereich, der wesentlich schneller sei als etwa rotierende oder Flash-Laufwerke. Dieser Memory werde „CXL-Attached Memory“ genannt. CXL stehe für „Compute Express Link“ und beschreibe einen „offenen Standard für schnelle Verbindungen zwischen CPU-und-Gerät sowie von CPU-zu-Memory, entworfen für schnelle Server“, so Wikipedia. „CXL basiert auf PCIe mit Protokollen für I/O, Memory und Cache-Kohärenz.“

CXL ermöglicht somit „Storage across far memory“, und zwar im Terabyte-Bereich: „Diese hierarchische Nutzung dieses Speichers ist unser Fokus“, verlautbarte Jason Echols, Director of Storage Product Marketing. Dafür habe Micron seine Heterogeneous-Memory Storage Engine (HSE) entwickelt.

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EDSFF

Um eine Hierarchie einrichten zu können, muss es erst einmal Memory-Unterschiede geben. Davon gibt es inzwischen in der Hardware jede Menge, denn der Standard, dem Micron folgt, ist bereits formuliert: EDSFF steht für „Enterprise & Data Center SSD Form Factor“. Der Formfaktor basiert auf Intels Ruler SSD Standard.

Intel, Supermicro und Echostreams haben seit 2019 entsprechende EDSFF-Hardware entwickelt, sei es SSDs (Intel), sei es Chassis (Supermicro). Das Echostreams-Chassis unterstützte 2020 bis zu 3,3 Petabyte All-Flash-Storage. Diese Marke wird inzwischen weit übertroffen: 18,4 PB.

EDSFF-SSDs werden in sechs Größen produziert: E1.L (long) und E1.S (short), E2.L und E2.S, sowie E3.L und E3.S. E1-Versionen eignen sich also für kleinere 1RU-Server, E3 hingegen für größte Ausbaustufen (2U-Server). Bei Micron erreicht die Skalierbarkeit von 16-Terabyte-E1-SSDs in 1RU den Wert von 18,4 PB. „Kunden gehen daher erst einmal zu E1.S und E1.L über, später eventuell zu E3 (SSDs)“, weiß Echols.

QLC-NAND

QLC-NAND ist neben EDSFF, CXL/OCP und HSE der vierte Baustein der „Micron storage solutions areas“. „QLC-NAND-SSDs werden gebraucht, um die Speicherdichte zu transformieren“, erläuterte Echols. „QLC ersetzt TLC nicht, zumindest noch nicht.“ Denn die Beständigkeit von QLC sei niedriger als bei TLC, und die Latenzzeit sei länger. Das erste Produkt, das Micron mit dem OCP-Standard, PCIe Gen4 und TLC anbietet, ist die Micron 7400 SSD mit NVMe. Die drei Formfaktoren sind U.2, M.2 und E.1S.

HSE

Eine Heterogeneous-Memory Storage Engine (HSE) sitzt zwischen einer Storage-App wie einer Datenbank oder Object Storage und dem DRAM, der auf schnellen Storage Class Memory oder QLC- und TLC-SSDs zugreift. Auf dieser Ebene kommen Festplatten nicht mehr ins Spiel. Sie haben ausgedient. „Unsere Software steht auf Github bereit“, verkündete Echols. In einer Demonstration zeigt Steve Moyer, VP, Storage Software Engineering, wie positiv sich der Einsatz von HSE im Vergleich zu einer RocksDB-Instanz auf Festplatten auswirkt. Die HSE-Konfiguration hatte gegenüber der Key-Value-Datenbank hinsichtlich Latenz und Datendurchsatz stets die Nase vorn.

HYCU

Der dritte Anbieter während dieser Online-Konferenz war HYCU. „HYCU steht für ,Hybrid Cloud Uptime ‘“, sagte CEO Simon Taylor aus Boston, USA. Der Name sei Programm, denn HYCU biete Datensicherheit, Datenmigration und Disaster Recovery an, also „Backup- und DR-as-a-Service“ in der Multi-Cloud. „Wir haben rund 3.000 Kunden in 78 Ländern“, stellte Taylor fest.

Der Business-Case bestehe unter anderem in der Konsolidierung der durchschnittlichen über 130 Datensilos, die jedes moderne Unternehmen aufweise. Die Hybrid-Cloud verbinde Installationen On-Premises mit solchen in der Cloud: „HYUC ist die Brücke“.

Der Name des Produkts ist ebenfalls Programm: HYUC Protégé. Es stehe bereits für VMware, Nutanix, GCP, Microsoft Office 365 und Azure bereit. Weitere „strategische Technologiepartner“ seien neben den genannten auch HPE, Citrix, F5, Scality, Extragrid, Qstar Technologies und Cloudian. „Der AWS-Support folgt im Januar 2022“, kündigte Taylor an: „Das wird Data-Protection-as-a-Service (DPaaS) plus Cloud-Scale.“ Und es werde keine Egress-Kosten geben, denn bei AWS (und wohl auch bei anderen Public Clouds) generiere nicht das Hochladen von Daten Gebühren, sondern das Entnehmen (Egress). Die Gebühren fallen laut Taylor bei der Nutzung von Protégé als pay-per-use an.

Kubernetes-Support

Mit dem nativen Kubernetes-Support könne Protégé Container-Inhalte in Multi-Cloud-Umgebungen schützen. Das ziehe eine massive Kosteneinsparung nach sich: Lift-and-shift von 80 bis 90 Prozent aller Workloads sowie die Anwendungsmodernisierung von zehn bis 20 Prozent aller Workloads. „Nach Angaben der Gartner-Analysten dürften bis 2025 wohl 85 Prozent aller Unternehmen Anwendungen in Containern ausführen“, so Taylor. Daher sei Kubernetes-Support unerlässlich. Die Software könne Backup, Migration und Disaster Recovery anhand von Backup-Snapshots erledigen.

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Ransomware-Schutz

Kniffliger ist indes die regionalisierte Gewährleistung von Datensicherheit. Weil die Regionalisierung nach Availability Zones bereits von den Public-und-Enterprise-Cloud-Providern realisiert werden muss, um in Europa GDPR-konform zu sein, ist nach Ansicht Taylors GDPR-Konformität kein Problem.

Und auch den Aspekt des Schutzes vor Ransomware wird er in Kürze abdecken. Ransomware Protection erfolgt mithilfe der Funktion S3 Object Lock in AWS S3 Glacier: Die Dateiobjekte sind unveränderliche Backups, die zudem mit einem Air-Gap versehen seien.