Storage für Edge und KI Vereinfachung ist Trumpf

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StorMagic

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FAST LTA GmbH

Impossible Cloud GmbH

Die steigende Bedeutung von Edge-Daten und die Notwendigkeit, immer mehr Daten für die Analyse vorzuhalten und aufzubewahren, inspirieren zusammen mit anderen Marktveränderungen neue Storage-Lösungen. Die müssen nicht immer von den Großen der Branche kommen. Zwei Beispiele.

Edge wird immer wichtiger. KI verschlingt bislang unvorstellbare Datenmassen, um daraus möglichst sinnvolle Erkenntnisse zu generieren. Diese Daten sollen sicher und hochverfügbar bereitstehen.

Gleichzeitig ist das Geld knapp – für Überkomplexität und proprietäre Technologie haben viele Anwender immer weniger Verständnis. Doch gerade verschreckt Broadcoms Strategie im Umgang mit den VMware-Kunden immer mehr Anwender. Sie suchen Alternativen zur engen Bindung an diesen Virtualisierungsanbieter, dessen Produkte in den letzten fünfzehn Jahren die Basis so mancher virtualisierten Infrastruktur geworden ist, die heute KI-tauglich gemacht wird.

Gute Chancen für neue Ideen

Kurz: Die Tür steht weit offen für ideenreiche Aufsteiger und Newcomer, die mit dem Ballast des Alten nur wenig oder gar nicht belastet sind und mit frischen Ideen aufwarten. Sie ranken sich häufig um die oben angedeuteten Problemfelder: das Edge, die zu hohe Komplexität und die damit verbundenen Kosten sowie die Möglichkeit, AI-Daten einfacher zu verarbeiten.

Ein Beispiel ist hier StorMagic. Der Anbieter, der bisher vor allem durch Software-basierte SAN (SvSAN) auf sich aufmerksam machte, legt nun mit einem Software-basierten HCI (SvHCI) nach. Es adressiert insbesondere Edge-Applikationen und den Mittelstand, für den entsprechende Lösungen bisher oft zu teuer waren.

Full-Stack mit breiter Serverauswahl

Die Full-Stack-Lösung integriert Server von HP, Dell, Lenovo oder Supermicro und beliebige Storage in die jeweils aktuelle Version von SvSAN, das auch Hochverfügbarkeit sicherstellt. Dazu kommen als Hypervisoren KVM oder Microsoft und ein Web-GUI, das die gesamte Installation, egal, wie groß, verwaltet. Außerdem wurde Open vSwitch integriert.

Für Hochverfügbarkeit genügen zum Einstieg zwei Serverknoten aus dem Spektrum der getesteten Server. Deren Mindestvoraussetzungen sind zwei CPU-Knoten, 2 GByte RAM, wobei 4 empfohlen werden, einen oder mehr GBE-Controller und 32 GB beliebige Boot-Disk.

Witness aus der Cloud

Ein Witness-Knoten kann bis zu 1.000 Knoten überwachen und wird auf Wunsch auch aus der StorMagic-Cloud bereitgestellt. Daraus ergeben sich viele Ersparnisse: Anwender brauchen weniger Platz, weniger Energie und weniger Ersatzteile.

Die Einrichtung des Systems dauert laut StorMagic lediglich eine Stunde und besteht vor allem daraus, dass eine virtuelle Maschine auf das entsprechende System migriert wird. Spezialwissen ist dafür nicht erforderlich.

Als Sicherungs-Software können Commvault, Veeam und Acronis eingesetzt werden. Um den gesamten Stack kümmert sich StorMagic, und zwar durchgängig und ohne Aufpreis.

Hohe Einsparungen gegenüber VMware-Architektur

Insgesamt kostet ein 2-Knoten-System mit dem gesamten Stack (2 TByte Speicher) knapp 4.100 Dollar, wobei SvSAN und damit Hochverfügbarkeit integriert sind. Das bedeutet bei einem System mit zwei Knoten gegenüber einer Lösung mit VMware und VVF mit VSAN eine Ersparnis von 21 Prozent.

Die Ersparnis steigt mit der Zahl der Serverknoten. Denn VMware rechnet nach Prozessorknoten ab, StorMagic aber nicht.

RAID mal anders

Das zweite Beispiel, ist das 2022 in Israel gegründete Technologie-Start-up Xinnor. Die im Unternehmen arbeitenden 45 Personen bringen viel Erfahrungen mit Software-RAID mit und wollen diese Technologie nun erneuern. Xinnor kooperiert mit namhaften Storage-Größen wie Kioxia, WD oder Atto.

Die Produkte umfassen derzeit xiRAID, ein schnelles, sehr verlässliches Software-RAID für NVMe-Medien, und xiStore, eine SDS-Lösung auf Basis von xiRAID. Beide werden über eine Befehlszeile verwaltet.

Xinnor liefert zwei Produktvarianten

xiRAID wird in zwei Varianten angeboten: Classic eignet sich für lokales RAID, (Linux-)Block-Storage, braucht x86-CPUs und hat einen Linux-Kern als Betriebssystem. Der Serverprozessor wird nur zu einem kleinen Teil beansprucht, die Last gleichmäßig über mehrere Serverkerne verteilt.

xiOPUS ist im Anwenderraum angesiedelt und unabhängig vom Betriebssystemkern. Es passt zu vernetzten Systemen und virtualisierten Umgebungen, wo es mit virtIO, NVMe over RDMA oder TCP funktioniert. Der Hersteller hat Zusatzfunktionen wie NVMe-Initiator, NVMe over TCP/RDMA, ein iSCSI-Target und einen Vhost-Controller integriert. Die Lösung funktioniert mit x86-Prozessoren und ARM-DPUs. Es lastet dafür bestimmte CPU-Kerne vollständig aus.

RAID-Engpässe verschwinden

Diese Lösung vermeidet laut Xinnor die Engpässe der bisherigen RAID-Lösungen: Bei Hardware-RAID sind das die PCIe-Bandbreite und der zusätzliche Controller, der benötigt wird. Bei Software-Lösungen werden gern die Cores der CPU überlastet, was zur Blockierung des Striping und zusätzlichen Datenkopien in den RAM führt.

Die aus dieser Situation häufig resultierenden Implementierungen wie RAID 10 (Kapazität wird doppelt vorgehalten), RAID 5 oder 6 sind teuer und umständlich. Kein RAID bedeutet das Risiko von Datenverlusten.

Der Clou an Xinnors Lösung ist ein patentierter Algorithmus (AVX), der die Verteilung der RAID-Kalkulation durch die CPU optimiert. So wird weder ein Memory-Cache benötigt, noch blockiert der Striping-Vorgang. Diese Technologie wird sowohl in der OPUS- als auch in der lokalen RAID-Lösung eingesetzt.

Sparsame Nutzung der CPU

Ein weiterer Vorteil liegt, so Xinnor, darin, dass die Leistung auch in einem degradierten Systemzustand hoch bleibt. Dies liegt an einem Fehlerverfolgungssystem, das auftretende Fehler so gut wie möglich kompensiert.

Nur zwei Prozent der CPU-Leistung werden für die Berechnung der Prüfsumme verbraucht. Bis zu 64 NVMe-Laufwerke können in einer einzigen RAID-Konfiguration zusammengefasst werden. Die Zahl der RAID-Konfigurationen in einem Gesamtsystem ist unbegrenzt.

Anwender können jeden Server mit den angesprochenen Prozessoren und jedes NVMe-Laufwerk verwenden. Es ist also nicht nötig, vorhandene Lösungen per Rip-and-Replace auszutauschen, wenn man in Xinnors Lösung einsteigen möchte.

Implementierungsbeispiele

Einige Beispiele für Anwendungen: Delta Computer hat xiRAID mit NFS over RDMA und Micron-Storage kombiniert, um schnelle Leseleistung durch Auslastung der DGX H100 zu erreichen. Die Kombination von xiRAID mit Filesystemen wie BeeGFS oder Lustre (realisiert in einer deutschen Universität) liefert der Nvidia DGX schnellen Speicherzugriff für AI-Kalkulationen.

Auch Open ZFS lässt sich durch xiRAID erheblich beschleunigen, wenn man es anstelle von RAID-Z oder RAID-Z2 verwendet. Tests ergaben Leistungssteigerungen auf das 1,5- bis 2,4-Fache je nach Funktion (Schreiben, Lesen, Lesen im degradierten Zustand).

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