Was Flash für eine SAN-Umgebung leisten kann, Teil 1

Schlüsselstellen, an denen sich Festplatten durch SSDs ersetzen lassen

| Autor / Redakteur: Joost van Leeuwen und Scott Harlin, OCZ Storage Solutions / Rainer Graefen

Was ist Flash und wie lässt sich die Speichertechnologie in eine SAN-Umgebung sinnvoll einbauen?
Was ist Flash und wie lässt sich die Speichertechnologie in eine SAN-Umgebung sinnvoll einbauen? (Bild: © Sergey Nivens - Fotolia)

In dem Wettrennen um die beste und fortschrittlichste Speicherlösung für ihr Rechenzentrum, beschäftigen sich IT-Manager vermehrt mit den funktionellen Vorteilen der Flash-basierten Solid-State-Drive-Technik. Doch letztlich ist immer die Frage der Rentabilität in einer und für eine SAN-Umgebung zu klären.

Die Nachfrage nach Speicherplatz steigt stetig und mir ihr klettern auch die Anforderungen an die Datenverarbeitung in die Höhe. Viele Unternehmen sehen sich mit der Situation konfrontiert, dass ihre Systeme diesen Anforderungen nicht mehr gewachsen sind.

Dementsprechend werden leistungsfähigere Lösungen benötigt. Doch um die Frage zu beantworten “ Wann und wo machen SSDs in einer SAN-Umgebung Sinn?“ muss man erst eine gewisse Menge an Hintergrundinformationen zu SSDs Revue passieren lassen.

Der kleine Unterschied

Eine SSD besteht aus einer Leiterplatine (PCB), einem Kontroller, Flash-Speicher und einer Firmware. SSDs sind durch die benutzte Halbleitertechnik imstande, Daten wesentlich schneller lesen und schreiben können als Festplatten (HDDs).

Der offensichtliche Unterschied zwischen den beiden Techniken besteht darin, dass Festplatten über bewegliche Teile verfügen und Solid State Drives (SSDs) nicht. Bei einer Festplatte findet man stets eine oder mehrere Magnetscheiben und einen Schreib/Lese-Kopf, der physisch an eine gewünschte Stelle bewegt werden muss. Im Falle von Flash-Speicher werden lediglich elektrische Ladungszustände verändert, um Daten zu speichern.

Somit kann eine SSD willkürlich angeforderte Daten wesentlich schneller lesen oder auch schreiben als eine Festplatte. Muss eine Festplatte mehrere hundert zufällige Zugriffe gleichzeitig abarbeiten, kommt es hier bereits zu System-Flaschenhälsen, gerade wenn die Input- und Output-Befehle zunehmen.

Ergänzendes zum Thema
 
Das Fazit der Autoren

Sequentieller und willkürlicher Datenzugriff

Die Kombination aus Enterprise-SSD und Caching-Software bietet die Grundvoraussetzungen für eine erfolgreiche Flash-Implementierung in Rechenzentren. Die SSD-Hardware-Komponente beeinflusst in aller Regel die Geschwindigkeit, mit der die Anwendung die wichtigen Daten bekommt. Die Festplatte kommt am besten mit einem kontinuierlichen Datenstrom zurecht, der abgearbeitet werden muss. Sequenzielles Lesen und Schreiben sind dementsprechend die Paradedisziplin einer Festplatte.

Flash kann ein Rechenzentrum mit sehr viel zusätzlicher Energie versorgen.
Flash kann ein Rechenzentrum mit sehr viel zusätzlicher Energie versorgen. (Bild: © Igor Mojzes - Fotolia)

Dabei sollten Daten physikalisch auf der gleichen Platter-Spur abgelegt sein. Da eine ungleichmäßige Datenverteilung auf der Magnetscheibe unausweichlich ist, werden Defragmentierungsprozesse notwendig. Daten werden dabei wieder auf die gleiche Spur geschrieben und Lücken geschlossen, so dass letztlich wieder ein kontinuierlicher Datenstrom mit normaler oder optimierter Geschwindigkeit vorhanden ist.

Vorgaben aus dem Betriebssystem

Moderne Betriebssysteme können mittlerweile komplexe Daten parallel verarbeiten, wodurch wesentlich öfter zufällige Zugriffsmuster auftreten. In genau diesem Bereich werden die Nachteile von Festplatten deutlich sichtbar.

SSDs füllen die Lücke ideal, da sie nicht nur bei zufälligen Zugriffen mehr Leistung bieten. Auch die sequenziellen Durchsatzraten können gegenüber Festplatten gesteigert werden. Zusätzlich reduzieren sich die Zugriffszeiten drastisch, wobei eine SSD zirka 0,02 Millisekunden für einen Zugriff benötigt, während sich eine Festplatte zwischen 3 und 20 Millisekunden gönnt.

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