SMR-HDDs und NVMe-SSDs Western Digital will Mobilität, Effizienz und Nachhaltigkeit erhöhen

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Western Digital hat die Lösung NAS Ultrastar Transporter für Edge-Datenerfassung und mobilen Datentransport vorgestellt. Das NAS-Gerät umfasst mehrere NVMe-SSDs und zwei 200-GbE-Schnittstellen, so dass bis zu 368 TB Daten auf schnellem Flash-Speicher transportiert werden können. Zeitgleich steigert WDC die Effizienz und Nachhaltigkeit seiner HDD- und SSD-Speicherlösungen mit Zoned Storage.

„Wir haben das Gerät in OEM-Versionen bereits an zwei große Kunden ausgeliefert“, sagt Uwe Kemmer von Western Digital, „und starten nun den Vertrieb über den Channel.“ Es gebe nämlich mehrere Anwendungsfälle, die den Bedarf an solchen mobilen Speichergeräten begründeten.

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Anwendungsfälle und Einsatzbereiche

Die Erfassung großer Datenmengen erfolgt an einer zentralen Stelle, beispielsweise bei Film- und Videodreharbeiten, aber auch an abgelegenen Orten wie Bohrinseln oder in militärischen Einsatzgebieten. Die erfassten Daten müssen jedoch an einem anderen, gesicherten Ort verarbeitet oder geteilt werden. „Auch industrielle Anwendungen wie etwa Messungen an autonomen Fahrzeugen und Fluggeräten (Drohnen) erzeugen große Datenmengen“, gibt Kemmer zu bedenken. In Italien verwende ein Institut für seismische Forschung das Gerät. Gerade Daten aus der Forschung und Entwicklung unterliegen häufig einer hohen Sicherheitsstufe. Kemmer: „Der Ultrastar Transporter ist versiegelt und das Laufwerk verschlüsselt, außerdem gibt es Versionen mit RAID-Technik.“ Eine Rugged-Version eigne sich für den Einsatz in rauem Gelände und bei extremen Temperaturen.

Ein weiterer Grund ist die Ausbreitung von Multi-Cloud- oder Multi-Datencenter-Workflows, bei denen große Datenmengen an einem anderen Ort oder an mehreren Orten vorliegen müssen, es aber einen Grund gibt, dass diese Datenmenge schneller verfügbar sein muss, als sie per Online-Übertragung bereitgestellt werden könnte (zumindest zu vertretbaren Kosten).

Anbieterwechsel und Compliance

„Auch der Wechsel des Cloud-Providers aufgrund einer geänderten Speicherstrategie kann ein Grund sein, große Datenmengen in kürzester Zeit hochsicher von Rechenzentrum A zum Rechenzentrum B zu transferieren“, stellt Kemmer fest. Soweit ihm bekannt ist, erlaubt nur Google den Anbieterwechsel, ohne dass Gebühren fällig werden. Die Notwendigkeit könnte beispielsweise mit einer Gesetzesänderung in der einen Region A notwendig, so dass ein Wechsel in die Region B ratsam erscheint: Rechtskonformität ist inzwischen ein wichtiger Faktor in der Datenhaltung und -speicherung geworden.

Die Intel-Ice-Lake-Architektur mit 12-Kern-CPU unterstütze eine breite Palette von Anwendungen und Sicherheitsmodellen. Diese Plattform stelle robusten, dauerhaften und transportablen Hochleistungsspeicher auf NVMe-SSDs zur Verfügung, wenn eine Netzwerkverbindung wegen hoher Kosten oder schlechter Leitungsqualität nicht erstellbar oder ratsam ist, etwa in militärischen oder nachrichtendienstlichen Einsatzgebieten, wo auch Datensicherheit und Authentifizierung wichtige Faktoren sind.

Als Server im Rack oder im Koffer

Die erste Konfiguration sei für Anwendungsfälle gedacht, in denen der Server (das NAS-Laufwerk) am besten im Rack eines Rechenzentrums platziert werde, sei es an einem entfernten oder einem zentralen Ort. WD stellt angepasste „Rail Kits“ (schienengestützte Gehäuse) zur Verfügung, die die Platzierung in solchen Racks erleichtern sollen. Wird der Ultrastar Edge in einen Reisekoffer gepackt, der mit Rollen versehen ist, lässt er sich leicht transportieren und doch mit dem beigefügten Rail-Kit in ein Rack einfügen.

Western Digital NAS Ultrastar Transporter

System für Edge-Datenerfassung und mobilen Datentransport

Konformität

Laut WD ist das Produkt respektive die Produktreihe konform zum US Trade Agreement Act (TAA), der es erlaube, Produkte durch bestimmte Regierungskanäle zu verkaufen. „Regierungskanäle“ bedeutet in erster Linie Militär. Da die USA über die umfangreichsten Militärstreitkräfte der Welt verfügen, könnte der Bedarf an solchen – gemäß FIPS140-2-Standard gesicherten – Speichergeräten beträchtlich sein. WD gewährt eine Garantie von immerhin drei Jahren.

Preise

„Preise können wir nicht angeben“, bedauert Kemmer. „Denn erstens legen unsere OEM-Partner die Preise fest, ebenso deren Vertriebspartner im Channel.“ Und zweitens gebe es ja noch die vielen Konfiguration für die unterschiedlichen Einsatzbereiche.

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Nachhaltigkeit

Ein wichtiger Aspekt für Festplatten und Flash-Laufwerke ist der Unterschied hinsichtlich des Energiebedarfs und der Standfläche: Je größer die Kapazität der Platten, desto höher der relative Stromverbrauch, Kühlbedarf und Platzbedarf. Auf dieses Thema angesprochen, verweist Kemmer auf den WDC-Nachhaltigkeitsreport und konzentriert sich beim Thema Speicher erst einmal auf die aktuellen WDC-Festplatten: „Ab 12 TB Kapazität kommt [seit 2019] nur Heliumfüllung infrage, ebenso Shingled Magnetic Recording [SMR], um auf breiten, überlappenden Spuren mehr Daten unterzubringen.“ Diese Festplatten würden in erster Linie von Hyperscalern und Großunternehmen gekauft.

Alle Platten hätten indes ein Problem, wachsende Latenzzeit zu bewältigen: Weil in großen Rechenzentrum Daten ohne Pause hereinkommen, haben die Laufwerke weniger Zeit, die Daten zu sortieren, um das Laufwerk zu optimieren. Seit Anfang 2023 unterstützt WDC den Standard „UltraSMR“, der in einem Blogbeitrag erhellend beschrieben wird. Seit 2021 kombiniert WDC Festplatten und Flash-Laufwerke mit dem OptiNAND-Standard, um Metadaten außerhalb des HDD-Laufwerks auf einem schnellen Speichermedium zu speichern und rasch abzurufen. Die Autorin des Blogbeitrags über UltraSMR, Anne Herreria, stellt Festplatten mit einer Kapazität von 50 TB in Aussicht.

Zoned Storage ist seit 2020 der WDC-Ansatz, um dieses und andere Latenzprobleme zu bewältigen. Zoned Storage, das von WDC seit 2019 unterstützt wird, bietet mehrere wichtige Vorteile: Es unterstützt sowohl SMR-HDDs als auch Flash-Memory-SSDs (UltraStar DC ZN540) und erhöht die Speicherkapazität durch optimiertes Speichern in Zonen.

Der Linux-Kernel ist inzwischen mit dem nötigen Befehlssatz BTRSS und der Bibliothek libzns für Zoned Storage (ZNS) ausgestattet, wie Kemmer betätigt. Die Datenbank RocksDB von WDC sowie die quelloffene Speicherlösung Ceph nutzen bereits Zoned Storage, um die höhere Leistung zu nutzen.

„Mit unserem estnischen Partner Leil.io sind wir in der Lage, ein quelloffenes Distributed-File-System namens SaunaFS aufzubauen, das Cluster ab 500 Festplatten verwalten kann.“ Dessen Advanced-Version von SaunaFS kann mit den SMR-HDDs von WDC bis zu 9 Petabyte, die Enterprise-Version bis zu 15 PB verwalten.

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„So können wir Festplatten von 24 TB Kapazität mit Conventional Magnetic Recording [CMR] und von 28 TB mit SMR anbieten, also vier beziehungsweise acht TB mehr als im Standard.“ Leils aktuelles SaunaFS erlaubt ein Host-Managed-SMR-HDD-Management, das „pro Terabyte 18 Prozent weniger Energie verbraucht“ und demnächst mithilfe eines Unterbrechers weitere 25 Prozent Energie einsparen will. Macht zusammen 43 Prozent. Das soll sich auch in 67 Prozent geringeren Betriebskosten (TCO) niederschlagen. Kein Wunder also, wenn Leil aus Tallinn mit ökologischen Argumenten für sich wirbt. Um die Energieersparnisse per Host-Management nutzen zu können, benötigt der Kunde entweder die Advanced- oder die Enterprise-Version von SaunaFS, denn die Basis-Version für 1,5 PB hat das Stromsparfeature nicht.

SaunaFS unterstützt einen Native-FUSE-Linux-Client, einen nativen FUSE-Windows-Client und unterstützt die beiden wichtigen Protokolle NFSv4 (File Storage) und S3 (Object Storage für Veeam und Veritas). Geplant ist die umfassende Unterstützung für Backup-Anbieter wie Veeam (S3), Acronis (für NFSv4.1), Rubrik, Veritas (S3), Cohesity und Storware. Alle weiteren Spezifikationen wie etwa das Gewicht – mit 185 kg für 12U in einem Rack ist man dabei – sind auf der Leil-Produktseite aufgeführt.

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