Gastbeitrag der Storage Networking Industry Association (SNIA)

Warum Flash die bessere Disk ist

| Autor / Redakteur: Alex McDonald, SNIA Europe UK Country Committee and NetApp Industry Forums & Standards, Office of the CTO; Bob Plumridge, SNIA Europe Chairman and CTO EMEA, HDS / Nico Litzel

Ob in Mobiltelefonen, Kameras oder USB-Sticks – Flash-Speicher begleiten uns privat überall. Aus gutem Grund: Sie sind schnell und kompakt und brauchen, anders als RAM-Speicher, im Betrieb kaum Strom. Doch obwohl sich Flash-Speicher als Alternative zur klassischen Disk empfehlen, setzen sie sich jenseits der Unterhaltungselektronik nur langsam durch.

Ein Grund dafür sind die im Consumer-Umfeld verbauten Multi-Layer Cells (MLC), die längst nicht so teuer, leistungsstark und zuverlässig sind wie Single-Layer Cells (SLC). Das müssen MLCs auch nicht sein – für private Urlaubsfotos reichen 32 Gigabyte Speicher allemal.

Unternehmen hingegen brauchen für ihre Storage Arrays Terabytes, Petabytes oder noch mehr. Diese Mengen lassen sich nur mit SLCs speichern. Doch die Preisspanne zwischen SLCs und herkömmlichen Lösungen ist enorm: SLCs mit Terabyte-Kapazitäten, etwa für Netzwerk-Caches oder als Emulation von Solid State Drives (SSD), kann das 10- bis 30-Fache herkömmlicher Disks kosten.

Die Fünf-Minuten-Regel von Jim Gray

Datenbank- und Systementwicklungspionier Jim Gray hatte schon 1987 die Vor- und Nachteile von „schnell aber teuer“ und „langsam aber billig“ bei Storage verglichen. Als Mitautor der „Five Minute Rule“ fand er eine Formel, mit der sich bis heute Nutzen und Kosten von Memory und Disk gegeneinander abwägen lassen. Gray zufolge sollten Datenblöcke, die öfter als einmal in fünf Minuten wahlfrei (random) gelesen werden, im Memory gecacht werden.

Zunächst lohnt sich der Blick auf einige Flash-Merkmale wie die Input/Output-Operations-per-Second-Effizienz (IOPS-Effizenz) im Vergleich zur Festplatte. Die Random IOPS bei SLC Flash verbessern die IOPS pro Dollar um das 100-Fache. Die IOPS pro Watt sind im Vergleich zur Harddisk um mehrere 1.000 Mal besser. Diese Werte sind im Computing sensationell – gilt doch eine Verbesserung um 100 Prozent, also doppelt so schnell oder auch halb so teuer, schon als enorm.

Ähnliches gilt für die Bandbreite in Megabyte pro Dollar und Watt: Mit SLC Flash ist sie im Vergleich zur Festplatte 100 Mal größer. Die Latenz verkürzt sich um den Faktor 100. Was also ist an SLC Flash auszusetzen? Es sind schlicht die Kosten. In Megabyte pro Dollar oder Watt kostet Flash ungefähr doppelt so viel wie klassische Festplatten. Andererseits: Im Vergleich zum ebenfalls sehr schnellen DRAM ist Flash preisgünstig und vor allem nichtflüchtig – gute Aussichten für Flash als Teil der Storage-Hierarchie.

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