23.09.2015 (kfr)
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Tiered-Storage: Schnelle und effiziente Speicherung

Die verwendeten Speichermedien sind grundlegend für die mögliche Performance und die Kostenstruktur der Datenspeicherung. Nicht alle Anwendungen müssen auf den schnellsten und teuersten Medien vorgehalten werden. Wir sprachen mit Uwe Kemmer, Principal Engineer, Customer Technical Support bei HGST, wieso Tiered-Storage die Lösung für eine effiziente Speicherung ist.

  HGST widmet sich auf der N-Tec Workshop Tour dem Thema »Tiered Storage – Beschleunigung von Datenbanken, VDI and Virtual SAN«. Was genau ist hier der Ansatz von HGST?

Uwe Kemmer, HGSTUwe Kemmer, HGSTKemmer: Wir bieten als Hersteller Festplatten und SSDs an, die alle Storage-Tiers abdecken. In der untersten Ebene der »Storage Tier Pyramide« (Tier 4) hat HGST die heliumgefüllten Festplatten im Produktsortiment, die mit aktuell bis zu acht TByte eine große Kapazität bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch gegenüber luftgefüllten Festplatten bieten.

Für den Einsatz in »einer Ebene höher« liefern wir SAS-Festplatten mit 10.000 U/min bei 600 GByte (Tier 3) bzw. Modelle mit 15.000 U/min bei max 1,8 TByte (Tier 2) an. In Tier 1 können unsere SAS-SSDs verwendet werden, die schon eine sehr hohe Geschwindigkeit mit bis zu 1.200 MByte/s und 127k IOPS beim Lesen bieten und je nach Anwendung mit verschiedenen Endurance-Klassen verfügbar sind, je nachdem wieviele Daten in der Anwendung geschrieben werden.

Für die oberste Ebene (Tier 0), bei der es aufgrund des Einsatzgebietes zur Beschleunigung von Datenbanken und virtuellen Umgebungen auf kürzeste Latenzzeiten und höchste IO Leistung ankommt, haben wir mit der »Ultrastar SN100/SN150« die aktuell schnellste NVMe kompatible PCIe-SSD im Markt. Hier werden beispielsweise bei Random Read (4k) 750.000 IOPs erreicht. Diese Modelle werden als klassische HH-HL Steckkarte oder auch im 2,5-Zoll-Formfaktor vertrieben, mit dem auch bei PCIe ein »hotplug« möglich ist.

Alle Produkte sind von HGST entwickelt worden und basieren auf den gleichen Firmware-Stämmen. Dies gewährleistet eine größtmögliche Kompatibilität aller Komponenten bei der Verwendung von verschiedenen Tiers innerhalb eines Systems.

  Wo sehen Sie die Vorteile von Tiered-Storage?

Kemmer: Die Vorteile von Tiered-Storage bestehen darin, die Daten aufgrund der Häufigkeit des Zugriffs und der geforderten Performance bzw. Zugriffszeiten auf den jeweiligen kosteneffizientesten Speicher zu verteilen. Im Idealfall würden alle Daten auf schnellen Enterprise SSDs gespeichert werden, dies ist aber in der Regel kostenmäßig nicht darstellbar. SSDs werden in absehbarer Zeit nie den Preis pro GByte von hochkapazitiven Festplatten erreichten, von daher werden zum Speichern grosser Datenmengen über lange Zeit Festplatten benötigt.

Im Umkehrschluss bieten die zwar im Vergleich zu Festplatten relativ hochpreisigen Enterprise-SSDs (SAS oder PCIe/NVMe) ein extrem hohe Performance. Diese sind für bestimmte Anwendungen, wie beim Einsatz in Datenbanken oder VDI, unbedingt notwendig und ohne deren manche Lösungen nicht realisierbar wären.

  Worauf sollten speziell kleine und mittlere Unternehmen bei der Umsetzung und bei der Wahl der Speichermedien für Tiered-Storage achten?

Kemmer: Wichtig ist, die richtige Komponente in der richtigen Kapazität für die jeweilige Anwendung zu finden. Hier helfen unsere Systemintegrationspartner in Zusammenarbeit mit dem Hersteller, bieten Hilfestellung an und erarbeiten Lösungsvorschläge.

Bei der Wahl der richtigen Speichermedien sind vor allem drei Punkte wichtig:

Die neueste Technologie verwenden: Wie NVMe bei Enterprise-PCIe- SSDs für eine optimale Ausnutzung des PCIe-Busses oder energiesparenden, heliumgefüllten Festplatten um größtmögliche Kapazitäten innerhalb eines Systems bei gleichzeitig niedrigen Gesamtkosten (TCO) zu erreichen.

Sicherstellen, dass alle Speicherkomponenten kompatibel mit den verwendeten anderen Komponenten innerhalb eines Systems sind. Hier arbeiten wir sehr eng mit den anderen Herstellern zusammen, um eventuelle Kompatibilitätsprobleme im Feld auszuschließen.

Verwenden von Speichermedien mit der höchsten Qualität, um Ausfälle im Feld zu minimieren und so die Service-Kosten so gering wie möglich zu halten. Alle HGST Enterprise Festplattten und SSDs bieten mindesten zwei Millionen Stunden MTBF. Für die heliumgefüllten Festplatten werden aufgrund der sehr positiv gemachten Erfahrungen sogar 2,5 Millionen Stunden für die MTBF spezifiziert. Dies bietet aktuell kein anderer Hersteller an.

Kommentare (2)
25.09.2015 - Uwe Kemmer

Aufgrund der immer umfangreicheren Differenzierung bei den einzelnen Speicherkomponten - z.B. bei Festplatten NAS, Enterprise NAS, Enterprise mit verschiedenen Drehzahlen, welche jetzt auch im SSD Segment stattfindet (Enterprise SATA, SAS, NVMe, entry level NVMe etc) ist nicht zu erwarten, dass weniger Storage Tiers definiert werden. Es wird immer eine Kosten- und eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den verschiedenen Technologien geben und es ist auch nicht zu erwarten, dass eine Technologie (z.B. HDDs) in naher Zukunft nicht mehr verwendet wird. Daher sollte das bisher verwendete Modell auch noch eine längere Gültigkeit haben.

25.09.2015 - bernd.schaub

Ich frage mal etwas übertrieben: Wie lange noch wird man Tiered Storage im mehr als 2-3 Stufen brauchen, wenn man z.B. zukünftige 3D-VNAND oder ähnliche Technologien selbst große Workingset's in Read/Write Cache unterbringt?

Ich stelle mir ebenso die Frage, ob AllFlash Speicher in der jetzigen Form wirklich in einer breiten Masse gebraucht werden. Auch dieser Punkt unter der Workingset Sicht.

Wie sehen Sie das? Besonders auf Software Defined Storage und sowie Kosten bezogen?


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