Starnberg, 17. Dez. 2014 - Flash Storage ist auf dem Weg, die traditionelle Festplatte abzulösen... Wunschgedanke der Anbieter oder Realität?
Um was es hier geht: Der Speicherbedarf aufgrund des Wachstums von unstrukturierten Inhalten aus Sensornetzwerken, neuen Unternehmensanwendungen, Content Distribution-Systemen, Big Data etc. steigt; natürlich getrieben auch von zunehmenden Compliance- (EU/nationale Vorschriften) und Disaster Recovery – Anforderungen (Business Continuity). Storage "in der Cloud" wird also auch für Unternehmen und Organisationen beliebter werden und dazu muss man kein Prophet sein (siehe die steigende Nachfrage zu as-a-Service-Angeboten für Backup/Archiving/Data Protection).
Wir werden damit deutlich mehr Rechenzentrums-basierten Cloud-Speicher (private-/Public/hybrid) sehen. Cloud Storage im RZ nutzt die neuesten Entwicklungen zur Storage-Virtualisierung, Deduplizierung und weiteren Methoden der anwendungsnahen Kapazitätsoptimierung, um die wirtschaftlich effektivste Verwendung der physikalischen Speicherressourcen zu erreichen. Software-definierte scale-out Ansätze stellen in diesem Zusammenhang aus operationaler Sicht (z.B. zentrale Verwaltungsinstanz) als weitere Abstraktionsebene einen Faktor für die höhere Wirtschaftlichkeit dar (OPEX), aber letztendlich ist die „gute alte Physik“, sprich der (noch) Festplatten-basierter Speicher entscheidend, denn darauf wird der weitaus größte Teil der Daten (egal ob Cloud oder nicht) gespeichert. Dies betrifft SAS- aber aus Kostengründen hauptsächlich SATA-HDDs sowie im Archivbereich (LTO-)Tape bzw. die Kombination aus HDD - Tape. Neben den Beschaffungs- und Betriebskosten steht bei der Menge an installierten Devices natürlich neben Zuverlässigkeit, Management und Betriebsstabilität zunehmend der Energieverbrauch im Fokus.
Hier wird neben den heutigen Anwendungen die Stunde der Halbleiterspeicher – sprich Flash Storage und künftige Entwicklungen - schlagen. Flash Arrays sind heute bereits zum Teil günstiger als Festplatten-Systeme wenn man die TCO unter Berücksichtigung von kapazitätsoptimierenden Maßnahmen, Energiekosten und Verwaltungsaufwendungen durchführt (siehe hierzu auch: The Total Economic Impact Of Pure Storage FlashArray FA-400 Series. Storage Solutions - Cost Savings And Business Benefits Attributed To Pure Storage. A Forrester Total Economic Impact Study Commissioned By Pure Storage. Project Director: Bob Cormier / August 2014).
Für die Suche mit Hilfe von sog. Content-Metadaten z.B. in großen Archiven stellt Flash als Cache- oder Pufferspeicher ebenfalls eine geeignete Technologie dar. Server-based Storage mit Flash auf dem PCIe-Bus oder mit NVMe Schnittstelle ist ein weiterer Katalysator für Silicon Storage. NVM Express ist eine Standardschnittstelle für SSDs mit direkter PCI-Express-Anbindung, die mit einem offenen, generischen Treiber unter verschiedenen Betriebssystemen arbeitet. FLASH Storage muss damit nicht mehr über die SATA-Schnittstelle mit dem Chipsatz verbunden werden, sondern direkt mit der PCIe-Schnittstelle. SATA Express hingegen enthält spezifische Funktionen, damit PCIe-SSDs in Multi-Threading-Umgebungen mit n-Core-CPUs leistungsoptimiert betrieben werden können.
Einige Industrieexperten haben bereits das Ende von Flash NAND und die Ablösung durch PCM (Phase Change Memory) bzw. neue Speicherklassen wie Atomic Scale Memory (IBM SCM) oder den Memristor (HP) in’s Spiel gebracht (siehe Abbildung). In der Tat lassen diese heute noch im Labor befindlichen Technologien einen „Quantensprung“ in der Speichertechnik erwarten; sowohl in Bezug auf die Kapazität (Exabytes), Performance (TB/s Transferraten) als auch den Kosten/TB, die dann bei einem Bruchteil der heutigen Preise liegen dürften.
Allerdings versprechen neue Entwicklungen von Samsung Electronics Co. Ltd. wie die 3,2 Terabyte (TB) große NVMe PCIe SSD in 3D V-NAND (Vertical NAND) Flash-Speicher-Technologie hier noch weitere Steigerungen in Bezug auf Kapazität, Preis-/Leistung und Performance. Siehe hierzu auch unseren Beitrag zur 3D V-NAND Flash Ankündigung von Samsung...
Die Entwicklung bei Festplatten konzentriert sich derzeit übrigens stärker auf hybride Ansätze wie HAMR (Heat Assistet Magnetic Recording), bei dem Kapazitätssteigerungen um den Faktor 10 gegenüber heutigen HDD's mit Perpendicular Recording / Helium (s.a. Seagate / WD-HGST) möglich sind. Allerdings sind die Geräte derzeit noch in der Entwicklung und kritische Punkte werden die Produktionskosten sowie die Zuverlässigkeit von möglichen Endprodukten darstellen.
FAZIT: Die Storage-Zukunft bleibt spannend, denn die ersten Produkte einer vöiig neuen Technologie-Generation (Memristor) bzw. auch PCM Mass Storage könnten bereits in vier bis fünf Jahren auf den Markt kommen.
Abb.1: Future Storage Options (Quellen: HP Labs / IBM Storage Research), Zusammenstellung N.Deuschle, Nov. 2014