На рынке систем хранения данных в последние годы интенсивно развивается сегмент полностью твердотельных СХД. По оценкам IDC, в 2017 г. на массивы этого класса приходилось порядка 80% доходов от продаж систем, предназначенных для первичного хранения данных (primary storage).

Эта тенденция имеет под собой мощную объективную основу: применение дисковых массивов на базе твердотельных накопителей вместо традиционных массивов жестких дисков значительно увеличивает скорость доступа к данным, а также сокращает энергопотребление СХД, что существенно снижает нагрузку на подсистему питания и охлаждения дата-центра, в котором эта система хранения установлена.

Стоит отметить и еще более глубокое проникновение твердотельной памяти в системы хранения: практически все современные дисковые массивы корпоративного класса поддерживают использование твердотельных накопителей вместо жестких дисков. Именно поэтому аналитики IDC и Gartner считают полностью твердотельными массивами только те СХД, которые поставляются только с твердотельными дисками и даже как опцию не поддерживают установку жестких дисков. В данном обзоре товарного предложения на рынке твердотельных СХД мы будем придерживаться подхода этих аналитических компаний. Такие системы называются All Flash Array (AFA) в терминологии IDC или Solid State Array (SSA) в терминологии Gartner.

Чаще всего твердотельные системы хранения используются для консолидации на одной высокопроизводительной платформе нескольких бизнес-приложений, однако владелец массива может применять AFA как выделенную СХД для обслуживания своего бизнес-критичного приложения, например, корпоративной базы данных или инфраструктуры виртуальных десктопов (VDI). Хотя стоимость хранения данных на твердотельных накопителях остается существенно выше, чем на жестких дисках, выигрыш в производительности приложения, от которого напрямую зависит прибыль компании, может многократно компенсировать увеличение стоимости хранения при использовании AFA.

Две категории твердотельных массивов

Представленные сегодня на рынке полностью твердотельные массивы можно условно разделить на две категории. Первая –продукты лидеров рынка классических систем хранения. Первые поколения таких систем появились на рынке задолго до начала использования твердотельных дисков в СХД (это, например, Dell EMC VMAX или NetApp FAS). Но в процессе дальнейшего развития вендоры сначала реализовали в таких массивах как опцию поддержку замены части жестких дисков на твердотельные, а затем выпустили и полностью их твердотельные конфигурации как отдельный продукт со своим инвентарным номером. Помимо вышеупомянутых VMAX и FAS к этой категории относятся полностью твердотельные модели массивов из серий SC и Unify компаний Dell EMC, Fujitsu Eternus, Hitachi VSP, HPE 3Par, IBM Storwize и NetApp EF (обычно на использование только твердотельных накопителей в номенклатуре таких моделей указывает буква F – flash).

Вторая категория AFA – это сравнительно недавно вышедшие на рынок массивы, которые изначально были рассчитаны на использование только твердотельных накопителей. Этот технологический прорыв первыми реализовали высокотехнологичные стартапы, специализировавшиеся на технологиях флэш-памяти. В последние годы, по мере выхода в данный сегмент грандов рынка систем хранения и «взросления» технологий флэш-памяти, часть стартапов была поглощена крупными игроками рынка СХД и их продукты были включены в портфель соответствующего вендора. Например, объектами поглощений стали XtrimIO, Numble Storage и Solid Fire, которые сейчас являются частью соответственно Dell EMC, HPE и Netapp.

Преимущество первой категории AFA – реализация в них проверенного на практике функционала традиционных СХД корпоративного класса. Однако в этом же кроются и их недостатки, ведь в основе таких систем лежит архитектура, разработанная в расчете на более медленные жесткие диски. Поэтому AFA второй категории, архитектура которых оптимизирована для использования твердотельных накопителей, способны обеспечить более высокий уровень производительности. Кроме того, некоторые системы второй категории, такие как NetApp Solid Fire (SF) и Pure Storage, используют горизонтальное масштабирование (scale-out), поэтому по возможностям расширения конфигурации они превосходят даже AFA, разработанные на основе СХД старшего класса, такие как Dell EMC VMAX F и Hitachi VSP F1500.

Стоит отметить, что различия между этими двумя категориями твердотельных систем постепенно нивелируются. В каждом новом поколении AFA первой категории архитектура массива последовательно совершенствуется в расчете на использование только твердотельных дисков, а функционал AFA второй категории улучшается до уровня классических СХД. В результате этим относительно новым системам уже вполне можно доверить хранение данных бизнес-критичных приложений.

Функционал полностью твердотельных СХД

Поскольку чаще всего AFA используются для консолидации хранения данных нескольких приложений, в том числе бизнес-критичных, они должны обеспечить высокую скорость доступа к данным и их постоянную доступность, а также эффективные инструменты управления хранением. Для этого применяются те же функции, что и в традиционных СХД корпоративного класса на базе жестких дисков, включая виртуализацию дискового пространства, мгновенные снимки, синхронную и асинхронную репликацию данных на удаленный массив.

В то же время особое значение для покупателей AFA имеют технологии дедупликации и онлайнового сжатия данных, поскольку они позволяют многократно сократить емкость твердотельных накопителей, требуемую для хранения данных, и за счет этого снизить стоимость хранения до уровня, сопоставимого с хранением на жестких дисках. Чтобы подчеркнуть выгоду от использования в своих продуктах сжатия и дедупликации, многие вендоры в спецификации своих систем указывают емкость не только физическую, но и эффективную, достигаемую за счет применения этих двух технологий. Заметим, что пока не все вендоры реализовали в своих продуктах возможность использования сжатия и дедупликации. Кроме того, эффект от их применения сильно зависит как от типа данных, так и от особенностей фирменной реализации этого функционала.

В связи с внедрением в ИТ-инфраструктуру многих крупных компаний частных облаков, вендоры AFA в своих продуктах реализуют функционал, позволяющий использовать их как платформу хранения для частного облака, в том числе и функцию multitenancy, обеспечивающую обслуживание с помощью одной СХД приложений разных подразделений компании с сохранением прав доступа к данным, и QoS для поддержания заданного уровня сервиса. Еще одно новое направление в развитии функционала AFA – это инструменты аналитики, с помощью которых на основе различной информации о состоянии СХД можно предсказать потенциальный сбой системы или падение производительности доступа к данным. Одним из наиболее удачных реализаций подобного инструментария является пакет Nimble Infosight бывшей фирмы Nimble Storage, которая сейчас стала подразделением HPE.

Также нужно отметить, что некоторые AFA (например, Hitachi VSP F и NetApp FAS AFF) обеспечивают хранение не только блочных данных, но и файлов, т. е. способны функционировать в качестве системы хранения NAS, что позволяет использовать их как платформу для консолидированного хранения данных разных типов.

Общая номенклатура твердотельных массивов

На российском рынке работают практически все основные производители СХД, в арсенале которых есть массивы AFA (Dell EMC, Fujitsu, Hitachi, HPE, IBM, NetApp). Кроме того, еще в 2017. в Москве открылось представительство компании Pure Storage, чей основной бизнес связан с твердотельными массивами.

В описании модельного ряда полностью твердотельных массивов (см. таблицу) мы указываем максимальную емкость, максимальное число накопителей, контроллеров и портов ввода-вывода.

Основные характеристики полностью твердотельных массивов хранения

МодельМасштабируемость емкостиКол-во накопителей Кол-во контроллеровПорты
Dell EMC
SC 5020F/7020F2/3 Пбайт222/500216/32 x 10Gb iSCSI; 8/24 x 16/32Gb FC
VMAX 250F/950F1,16/4,42 Пбайт100/19202–4/2–16 4–32 x 1Gb/10Gb iSCSI; 4–32 8/16Gb FC
VMAX 450F/850F2,3/4,4 Пбайт960/9202–164–32 x 1Gb/10Gb iSCSI; 4–32 8/16Gb FC; 4–32 FICON
Unity 350F/450F/550F/650F2,4/4/8/166–150/250/500/10002До 20 FC; до 24 10GbE
XtremIO X2718–2873 Тбайт (эффективная)18–2882–84–16 x 16Gb FC; 4–32 x 10GbE
Fujitsu
Eternus AF250/AF650737/2949 Тбайт (физическая)
3,6/14,7 Пбайт (эффективная)
2–48/2–19228 x FC 16G/32G, 8 x iSCSI 10G; 16 x FC 16G/32G, 16 x iSCSI 10G
Hitachi
VSP F4002,7/13,5 Пбайт (физическая/эффективная)192 (FMD)/384 (SSD)256 x FC, 28 x iSCSI
VSP F6004/20 Пбайт (физическая/эффективная)288 (FMD)/576 (SSD)256 x FC, 28 x iSCSI
VSP F8008/40 Пбайт (физическая/эффективная)576 (FMD)/1152 (SSD)264 x FC, 32 x iSCSI
VSP F15008/40 Пбайт (физическая/эффективная)576 (FMD)/2304 (SSD)2–12176 x FC, 176 x iSCSI
HPE
3Par 9450600 Тбайт (физическая)5762–480 x FC, 40 x iSCSI
3Par 204501966 Тбайт (физическая)5762–480 x FC, 40 x iSCSI
3Par 208508043 Тбайт (физическая)11522–8160 x FC, 80 x iSCSI
Nimble AF10006–49 Тбайт (физическая)/
4–33 Тбайт (полезная)
7202 4–8 x FC, 4–8 x iSCSI
Nimble AF30006–92 Тбайт (физическая)/
3–30 Тбайт (полезная)
722 4–24 x FC, 4–24 x iSCSI
Nimble AF500011–184 Тбайт (физическая)/
3–61 Тбайт (полезная)
1202 4–24 x FC, 4–24 x iSCSI
Nimble AF700011–323 Тбайт (физическая)/
7–123 Тбайт (полезная)
1202 4–24 x FC, 4–24 x iSCSI
Nimble AF900023–553 Тбайт (физическая)/
7–217 Тбайт (полезная)
4088 4–24 x FC, 4–24 x iSCSI
IBM
FlashSystem V90001,7 Пбайт (эффективная)2–864 x FC, 32 x FCoE/iSCSI
Storwize V5030F11,4 Пбайт (кластер 22,800 Пбайт) (физическая)760 (кластер – 1520)2
Storwize V7000F11,4 Пбайт (кластер 45,6 Пбайт) (физическая)760 (кластер – 3040)2
NetApp
AFF 700s3,3 Пбайт (физическая)/ 13 Пбайт (эффективная)2161–1216 x FC, 24 x Ethernet
AFF 7007,3 Пбайт (физическая)/ 29,7 Пбайт (эффективная)4801–1264 x FC, 64 x Ethernet, 64 x FCoE
AFF 3005,9 Пбайт (физическая)/ 23,8 Пбайт (эффективная)3841–1224 x FC, 32 x Ethernet, 24 x FCoE
AFF 2004,8–20 Пбайт (физическая)/ 8,8 Пбайт (эффективная)1441–88 x FC, 8 x Ethernet, 8 x FCoE
SF4805 (1 узел)4,8 Тбайт (физическая)/ 10–20 Тбайт (эффективная)1022 x iSCSI
SF9605 (1 узел)9,6 Тбайт (физическая)/ 20–40 Тбайт (эффективная)1022 x iSCSI
SF19210 (1 узел)19,2 Тбайт (физическая)/ 40–80 Тбайт (эффективная)1022 x iSCSI
SF38410 (1 узел)38,4 Тбайт (физическая)/ 80–160 Тбайт (эффективная)1022 x iSCSI
SF FC Node (1 узел)-24 x FC, 4 x iSCSI
EF560384 Тбайт (физическая)12028 x FC, 8 x iSCSI
EF570367 Тбайт – 1,8 Пбайт (физическая)12028 x FC, 8 x iSCSI, 4 x Infiniband
Pure Storage
M105–10 Тбайт (физическая)/ до 30 Тбайт (эффективная)10 или 1221 x FC, 1 x iSCSI
M205–80 Тбайт (физическая)/
до 250 Тбайт (эффективная)
10 или 1221 x FC, 1 x iSCSI
M5020–176 Тбайт (физическая)/
до 500 Тбайт (эффективная)
10 или 1221 x FC, 1 x iSCSI
M7042–512 Тбайт (физическая)/
до 1,5 Пбайт (эффективная)
10 или 1221 x FC, 1 x iSCSI
X7022–366 Тбайт (физическая)/
до 1 Пбайт (эффективная)
10 или 1221 x FC, 1 x iSCSI

Как и для традиционных СХД на жестких дисках, основными параметрами при выборе продукта в случае твердотельных массивов являются граница масштабирования емкости, измеряемая в терабайтах и петабайтах. Она, в свою очередь, зависит от максимального числа носителей, которые можно установить в системе.

Однако, как уже говорилось выше, применение дедупликации и сжатия позволяет многократно увеличить объем хранимых данных. Поэтому вендоры наряду с физической любят указывать в спецификации своих систем их эффективную емкость. Следует учитывать, что обычно эффективная емкость рассчитывается исходя из оптимального сценария применения этих двух технологий, и на практике прирост емкости за счет дедупликации и/или сжатия может оказаться существенно меньше, поэтому при подборе конфигурации конкретного массива его эффективную емкость лучше рассматривать лишь как теоретический максимум.

Важными характеристиками AFA являются также число контроллеров, от которого зависит максимальная производительность массива и его отказоустойчивость (чем больше в массиве контроллеров, тем меньше будет падение его производительности в случае выхода из строя одного из них), и наличие портов для подключения к сетям хранения SAN и серверам. Основным интерфейсом для подключения к SAN остается Fibre Channel, и большинство вендоров уже реализовали в массивах поддержку FC Gen 5, обеспечивающего передачу данных со скоростью 32 Гбит/с. Поддержка высокоскоростного FC Gen 5 крайне важна, поскольку позволяет получить максимальную отдачу от быстродействия твердотельных дисков.

Хотя модельный ряд по сравнению с прошлым годом мало изменился (новинки 2017 г. выделены в таблице жирным шрифтом), у многих твердотельных систем при том же числе накопителей за год вдвое выросла максимальная физическая емкость благодаря реализации поддержки в них 16-Тбайт твердотельных накопителей последнего поколения.

Вернуться на главную страницу обзора «На рынке СХД большие перемены»