Advertorial: Hardware für Software-defined Storage

IDC errechnet ein weltweites Datenwachstum auf 163 ZByte bis 2025. Unternehmen müssen mit dieser Datenmenge Schritt halten können. Seagate investiert seit vielen Jahren erfolgreich in die Forschung und Entwicklung von Festplatten. Dabei werden insbesondere Aufzeichnungsverfahren verbessert und neu gedacht.

Wolfgang Stief, Boston Server & Storage Solutions
und Henrique Atzkern, Seagate Technology

Modulare Enterprise-Speicher von SeagateDas Beratungsunternehmen IDC errechnet ein weltweites Datenwachstum von 16 ZByte in 2016 auf 163 ZByte im Jahr 2025. Ein ZByte (Zettabyte) sind eine Million Petabytes. Etwas mehr als die Hälfte (57%) entfallen gemäß der Abschätzung auf Unternehmensdaten. Der Rest verteilt sich auf mobile Geräte, Multimedia und Daten von Endanwendern. Unternehmen müssen mit dieser Datenmenge Schritt halten können.

Ein guter Teil der Daten liegt zwischenzeitlich auf Flash-Speicher, ein Teil davon auf Magnetband. Der weitaus größte Teil der »Lebenddaten« dürfte allerdings nach wie vor auf Festplatten rotieren. Eine Weiterentwicklung der Plattentechnologie ist deshalb unumgänglich. Der letzte Technologie-Schritt bei Festplatten war die Einführung von mit Helium gefüllten Disk-Drives. Helium ist dünner als Luft, dadurch kommt es zu weniger Verwirbelungen an den Scheiben innerhalb einer HDD. In das gleiche Gehäuse können damit mehr bewegliche Teile eingebracht werden, die Gesamtkapazität der Festplatte erhöht sich somit.

HDD-Technologien für hohe Datendichten

Festplattenhersteller Seagate Technology investiert umfangreich und schon seit vielen Jahren erfolgreich in Forschung und Entwicklung von Festplatten. Neben zahlreichen Detailverbesserungen in unterschiedlichen Aspekten von Festplatten werden insbesondere auch Aufzeichnungsverfahren verbessert, verfeinert oder neu gedacht. Eine Neuerung aus den Seagate-Labors ist das MSMR: Multi-Sensor Magnetic Recording. Der Arm einer Festplatte bekommt je Scheibe mehrere Sensoren. Beim Auslesen von Informationen wird dadurch die Signalqualität signifikant verbessert, was umgekehrt eine höhere Schreibdichte zulässt.

Dichtere Aufzeichnung mit der HAMR-Technologie (Heat Assisted Magnetic Recording).Der nächste Schritt in Richtung dichtere Aufzeichnung ist ein Verfahren namens HAMR: Heat Assisted Magnetic Recording. Der zu beschreibende Bereich einer Magnetschicht (hartmagnatische Schicht) wird vor dem Beschreiben per Laser erhitzt. Das Magnetfeld des Schreibkopfes kann dann nur diese magnetischen Körner ausrichten, welche nochmals kleiner sind als in bisherigen Festplatten. Damit können Informationen dichter geschrieben werden, die Gesamtkapazität der Festplatte steigt. In Massenproduktion erhält man damit derzeit eine Informationsdichte von zirka 2 Tbit/in², im Labor erreicht Seagate bereits 10 Tbit/in². Aktuelle Festplatten haben zirka 1,35 Tbit/in², die allererste Festplatte der Welt kam mit immerhin 2000 bit/in² daher (IBM RAMAC, 1956). Festplatten mit 20 TByte Kapazität sind damit bis zirka 2020 zu erwarten, dass aktuell größte Modell – Seagate Exos X14 – bietet 14 TByte.

Webcast: Welcome to the Datasphere – the next level of storage

Mehr Details zu den einzelnen Festplattentechnologien erklärt Henrique Atzkern, Customer Technical Support Staff Engineer bei Seagate, in einem Webcast, den Boston Server & Storage Solutions für Sie aufgezeichnet hat.

JBOD-Enclosure für bis zu 1,4 PByte

Seagate Exos E 4U106 Enclosure (Bild: Seagate)Neben Festplatten bietet Seagate auch Disk-Enclosures zur Verwendung als JBODs. Mit zunehmender Verbreitung von Software-defined Storage kümmert sich die Storage-Software um Datenredundanz, externe RAID-Systeme sind damit auch mehr und mehr auf dem Rückzug. Moderne CPUs sind ausreichend schnell, um auch komplexe Redundanz-Codes zur Laufzeit zu errechnen. Das Seagate Exos E 4U106 Enclosure bietet auf vier Höheneinheiten stolze 106 SAS/SATA-Steckplätze für 3,5-Zoll-Platten. Ausgestattet mit der oben erwähnten Exos-X14-Festplatte erhält man damit auf gerade mal 4HE immerhin 1,4 PByte Plattenkapazität. Das ist derzeit das am dichtesten gepackte Disksubsystem am Markt.

Angesteuert werden kann so ein JBOD beispielsweise von einem Open-E Jovian DSS. Die Storage-Software basiert auf ZFS, welches mühelos mit einer großen Anzahl Festplatten umgehen kann, denn genau dieser Anwendungsfall ist ein wesentliches Designziel des Dateisystems. Die Restore-Zeiten für heutige Festplatten können Stunden, Tage oder sogar Wochen dauern, ein einfaches RAID 5 wäre hier fehl am Platz. Das Risiko eines zweiten Plattenausfalls noch während des Restores ist zu groß.

Mit dem in ZFS implementierten Verfahren RAID Z3 dürfen innerhalb eines RAID-Verbundes drei Disks ausfallen, und der Verbund liefert immer noch Daten. Natürlich würde man in einem Enclosure mit 106 Disks mehr als einen RAID-Verbund anlegen, um so das Risiko zu minimieren, dass mehr als drei Festplatten in einem einzelnen Verbund ausfallen. Mit Open-E Jovian DSS sind hier verschiedene Kombinationen zur Ausfallsicherheit möglich (redundante JBODs, HA-Cluster für die Storage Heads). Damit ist eine flexible Anpassung an die jeweilige Business-Anforderung möglich.

Lösungen für Ihre Storage-Ansprüche

Die Firma Boston Server & Storage unterstützt Sie gerne dabei, die für Sie und Ihre Anforderungen passende Kombination aus Festplatten, Storage-System, Storage-Software und Server zu finden.