02.01.2014 (ubr)
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All-Flash-Arrays im Überblick

  • Inhalt dieses Artikels
  • SSD ist nicht gleich SSD
  • Flash: SLC oder MLC
  • Anbieter und ihre Lösungen
  • Cisco/Whiptail
  • Dell Compellent Storage System
  • EMC/XtremIO
  • HP 3Par
  • IBM Texas Memory Systems
  • Kaminario
  • Netapp
  • Nimbus Data Systems
  • Pure Storage
  • Skyera
  • SolidFire
  • Tegile
  • Violin Memory
  • Wenige Anbieter, viel Auswahl
  • Flash der nächsten Generation

Mit dem Siegeszug der SSD entwickelte sich auch eine neue Generation an Speichersystemen: die All-Flash-Arrays. Diese basieren nicht auf herkömmlichen Festplatten, sondern Solid-State-Drives. Diese sollen die Anforderungen transaktionslastiger Speicherumgebungen besser bedienen und eine weitere Storage-Ebene einführen.

IBM holt sich die »Ramsan«-Flash-Arrays mit dem Kauf von Texas Memory Systems ins Haus.
Komplexe Datenbanken, anspruchsvolle Anwendungen, soziale Netzwerke und vieles mehr verlangen den Speicherumgebungen heute mehr Leistung ab als je zuvor. Festplatten-basierte Systeme gelangen hier schnell an ihre Grenzen. Damit dieser Flaschenhals für I/O-starke Umgebungen nun bedient werden kann, kommen Solid-State-Drives (SSD) zum Einsatz. Diese wurden zunächst als PCIe-Steckkarten oder im Mix mit Festplatten verbaut. Seit geraumer Zeit aber haben einige Startups den Trend des All-Flash-Arrays gesetzt, auf den nun auch traditionelle Hersteller setzen. Dabei sind die Systeme ausschließlich mit SSDs bestückt. Diese sollen dann hohe Performance und geringe Latenzen gewährleisten. Mit den neuesten Generationen an SSDs kommen nun auch Kapazitäten in diese Modelle, die den herkömmlichen Speichergeräten echte Konkurrenz machen, auch wenn sie preislich noch durchaus mehr kosten.

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SSD ist nicht gleich SSD


Ein Solid-State-Drive, auch Flash-Speicher, ist ein so genannter nichtflüchtiger Speicher, der auf Halbleitertechnologie basiert. Er verfügt nicht über bewegliche Komponenten und bietet höhere Robustheit, schnellere Reaktionszeiten, niedrigen Stromverbrauch sowie kaum Geräuschentwicklung. Zunächst kamen diese Speicher nur in Consumer-Produkten wie Kameras, Handys oder Laptops zum Einsatz. Mit zunehmender Weiterentwicklung und dem Eliminieren der größten Nachteile – geringere Kapazitäten, höherer Preis und geringere Lebensdauer – gelangen diese Medien nun fast flächendeckend in professionelle Rechenzentren. Dadurch erhielt die Speicherwelt ein weiteres Storage-Tier, das die Verteilung der Daten noch einmal effizienter macht. So genannte »heiße« Daten landen zunächst auf der SSD; Daten auf die wenig zugegriffen wird, kommen auf die HDD. Zunächst kamen die Flash-Speicher als Komponenten ins RZ. PCIe-Steckkarten als Accelerator oder optimierter Cache sowie Systeme mit einer Mischung aus SSDs und Festplatten sind hier schnell die Norm geworden. Junge Unternehmen wie Fusion-IO oder Violin Memory gingen hier einen Schritt weiter und führten Speichersysteme ein, die nur mit SSDs bestückt sind. Diese Systeme verfügen über einen Controller, der auf SSDs abgestimmt bzw. dafür entwickelt wurde. Das soll die Systeme zuverlässiger, leistungsstärker und effizient nutzbar machen. Mittlerweile gibt es einige dieser Start-ups, die sich auf All-Flash-Arrays spezialisiert haben, aber auch einige der alteingesessenen Firmen haben dieses Segment für sich entdeckt.

Flash: SLC oder MLC

Netapps »EF540« stammt aus der LSI-Akquise und lässt sich mit zwölf oder 24 eMLCs bestückbar.
Netapps »EF540« stammt aus der LSI-Akquise und lässt sich mit zwölf oder 24 eMLCs bestückbar.
Grundsätzlich gibt es dabei zu beachten, dass sich alle Anbieter an unterschiedlichen SSDs bedienen können. Derzeit kommen MLC/eMLC- und SLC-Medien vermehrt zum Einsatz. Neue Alternativen wie NVMe oder vertikaler NAND stehen schon vor der Tür und werden für künftige Systeme unter die Lupe genommen.


Bei der Single-Level-Cell-Technologie (SLC) ist nur ein Bit innerhalb einer Speicherzelle gesichert. Dies bringt eine schnellere Reaktionszeiten und höhere Lebensdauer. Aus diesem Grund finden sich SLC-SSDs in vielen Speichersystemen der Enterprise-Klasse. Im Gegensatz dazu wird bei der Multi-Level-Cell-Technologie (MLC) mehr als nur ein Bit innerhalb einer Speicherzelle gesichert. Dies bringt eine höhere Speicherdichte als bei SLC-Medien, erreicht aber geringere Lese- und Schreibgeschwindigkeiten. Zudem erhöht sich bei einem Ausfall der Zelle die Bitfehlerrate. Aus diesem Grund sind komplexere Fehlerkorrekturverfahren zum Sichern des Informationsgehalts der Daten erforderlich. MLC-Medien kamen vor allem in Produkten wie Laptops zum Einsatz, sind nun aber auch Standard für die All-Flash-Arrays. Darüber hinaus ist auch die Enterprise MLC (eMLC) auf dem Flash-Markt zu finden. Es steht für eine besondere Art der Multi-Level-Cell-SSD. Sie wurde für Enterprise-Anwendungen konzipiert und unterscheidet sich dadurch von der MLC, dass sie mehr Schreibzyklen abarbeiten kann. Eine herkömmliche MLC-SSD hat eine Lebensdauer von etwa 3.000 bis 10.000 Schreibzyklen, eMLC-SSDs können 20.000 bis 30.000 Schreibprozesse verarbeiten. Im Enterprise-Segment dient die eMLC-Technik als Kompromiss zwischen kostengünstigen MLC-Medien und teuren, leistungsstarken SLC-Flashs. Dabei arbeitet eMLC mit nur zwei Bits, während normale MLC-Drives mit drei oder vier Bits operieren. Je weniger Bits prozessiert werden, desto mehr Schreibzyklen schafft die SSD. Die Bestrebung der Hersteller ist es, die eMLC-Technik so weit zu treiben, dass sie so langlebig und zuverlässig wie ihre SLC-Brüder wird. Es gibt verschiedene Ansätze, die SSDs zu verbessern. Dazu gehören unter anderem Wear-Levelling oder optimierte Algorithmen zum Auffinden von Bit-Fehlern.

Anbieter und ihre Lösungen

Der Markt der All-Flash-Anbieter ist derzeit überschaubar, nicht zuletzt, weil große IT-Konzerne das Potenzial des Marktes erkannt und ein paar der Startups akquiriert haben. Momentan sind zwölf namhafte Unternehmen mit reinen SSD-Modellen am Markt. Hier gilt es aber zu beachten, dass es zum einen die originären All-Flash-Arrays gibt, also die der Newcomer, die auf das Medium optimierte Systeme bieten, zum anderen die alteingesessenen Speicheranbieter, die existierende Lösungen mit Flash bestücken und als neu und hipp anpreisen. Startups, die gekauft wurden bzw. deren Produkte finden sich dann zusätzlich auf der Produktliste der großen Speicherfirmen, wobei hier oftmals noch die Integration mit bestehenden Lösungen fehlt. Da müssen die meisten Großen noch nacharbeiten.

Die All-Flash-Arrays verfügen natürlich auch über Funktionen wie Datendeduplikation und Kompression, um die Speicherdichte wesentlich zu erhöhen. Das ist gerade bei SLC-Modellen wichtig, da sich dadurch das Preis-Leistungsverhältnis nachhaltig verbessern lässt. Zudem greifen auch auf den Flash-Medien RAID-Verfahren, damit die Daten bei einem Ausfall sicher und wiederherstellbar sind. Bei konkreten Preisen lässt sich keiner der Anbieter in die Karten schauen, zu sehr hinge dies von der jeweiligen Konfiguration ab – da sind sich alle einig. Im besten Fall erhält man Auskunft, was der Preis pro GByte ist.

Cisco/Whiptail

Cisco hat im zweiten Halbjahr 2013 die Übernahme von Whiptail angekündigt, einem amerikanischen Unternehmen mit All-Flash-Produkten. Whiptail hat drei Modelle im Portfolio: das »Accela« und »Accela-D« sowie »Invicta«. Beide verfügen über Speicherkapazitäten von drei, sechs, zwölf oder 24 TByte. Accela kann 250.000 IOPS im Lese- und bis zu 200.000 IOPS im Schreib-Modus abarbeiten. Das D-Modell kommt hier auf Werte von 200.000 IOPS (read) und 160.000 (write). Als Anschlussarten stehen Ethernet, Fibre-Channel (FC) und Infiniband zur Verfügung. Somit werden die Protokolle Fibre Channel, iSCSI, NFS und SRP unterstützt. Die Latenzzeit gibt der Hersteller mit 100 Mikrosekunden an. Invicta ist ein Modell mit bis zu 48 TByte Speicher pro Einheit und einem Skalierungspotenzial bis zu 720 TByte. Damit sollen sich IOPS-Raten von 300.000 bis zu 400.000 erreichen lassen, allerdings bei einer Latenz von bis zu 200 Mikrosekunden. In allen Modellen ist das Betriebssystem »Racerunner« für die Funktionalitäten zuständig. Whiptail-Systeme nutzen ausschließlich MLC-Medien, um hier beim Preis konkurrenzfähig sein zu können.

Dell Compellent Storage System

Dell ist einer der Hersteller, die ein herkömmliches Festplattensystem in ein reines SSD-Modell ummünzen. Dafür wurde aber auch keine Eigenentwicklung genutzt, sondern, die hinzugekaufte Speicherplattform von Compellent. Die beiden Modelle »SC200« und »SC220« präsentiert der Hersteller als Flash-optimiert und erlaubt die Option nur SSDs oder einen Mix aus SSDs und HDDs zu nutzen. Eine eher ungewöhnliche Funktion bei Dell ist die Möglichkeit, ein Tiering zwischen SLC- und MLC-Medien einzurichten. Hier soll der Anwender ein volles Flash-System erhalten, aber preislich ein wenig mehr Spielraum gewinnen. Modell SC200 fasst 12, der größere Bruder 24 Medien. Skaliert werden kann im Sechserpack. Dabei können 400-GByte-SLCs für schreibintensive Anwendungen oder 1,6-TByte-MLCs für lesehungrige Applikationen zum Einsatz kommen. Darüber hinaus lassen sich auch 200-GByte-SSDs nutzen. Insgesamt sollen sich bis zu 960 Drives verbinden lassen. Die Systeme können Block- und File-Protokolle bedienen und finden so Einsatzmöglichkeiten in SAN- und NAS-Umgebungen.

EMC/XtremIO

Zusätzlich dazu, dass EMC seinen Kunden altbewährte Systeme wie »VMAX«, »VNX« oder »Isilon« mit SSDs bestücken lässt, schnappte sich der Bostoner Konzern Anfang 2012 All-Flash-Spezialist XtremIO. Seitdem nun Projekt X am Start ist, ist es um die gehypten Eigenentwicklungen »Thunder« und »Lightning« merklich ruhiger geworden, quasi totenstill. Dafür bietet EMC nun die Xtremio-Lösung an. Diese basiert auf MLC-Medien und stellt eine Scale-Out-Lösung dar, die sich mittel so genannte »X-Bricks« skalieren lässt. Laut Hersteller kommt das System auf 1,3 Millionen IOPS. Thin Provisioning, Deduplikation und VMware-Integration gehören zur Standardfunktionalität, die am Markt erwartet wird.

HP 3Par

Auch Hewlett-Packard hat sich beim internen Speicher bedient und offeriert nun ein Modell der vor Jahren erworbenen Speicherplattform »3Par«. Das System »3PAR StoreServ 7450 Storage« gibt es als 2-Node- oder 4-Node-Version. Bei beiden kann aus einer umfassenden Reihe an SLC- oder MLC-Medien gewählt werden. Die Modelle fassen jeweils 24 SSDs als Basis, wobei sich das 2-Node-Modell bis auf 120 Medien, das 4-Node auf 240 ausbauen lässt. Mit 400-GByte-MLCs kann der IT-Verantwortliche Kapazitäten von bis zu 48 bzw. 96 TByte erreichen. Standard-Anschluss ist 8-Gbit/s-FC, optional sind zusätzliche FC-Interfaces oder 10-Gbit/s-Ethernet-Schnittstellen. Die Cache-Größe liegt bei 64 bzw. 128 GByte und der Durchsatz bei bis zu 550.000 IOPS. Umfassende Software und VM-Integration sind hier auch zu haben. Der Einstiegspreis liegt allerdings bei satten 99.000 US-Dollar.

IBM Texas Memory Systems

IT-Riese IBM verleibte sich 2012 Texas Memory Systems und damit die »Ramsan«-Produktpalette ein, die nun unter dem Namen »FlashSystem« angeboten wird. Hier stehen vier Modelle zur Verfügung: »FlashSystem 820«, »FlashSystem 720«, »FlashSystem 810« und »FlashSystem 710«. Die 800er-Systeme nutzen eMLCs, die 700er SLCs. Modell 820 bietet 1,6 oder 33 TByte Bruttokapazität, Modellbruder 720 8,3 oder 16,5 TByte. Nutzbar sind dann 10, 20, 5 oder 10 TByte je nach Modell. Die Latenzzeiten liegen beim Schreiben bei 25, beim Lesen bei 100 bzw. 110 Mikrosekunden. Beide schaffen bis zu 525.000 IOPS lesend und 280.000 (820) bzw. 400.000 schreibend. Als Anschlussarten stehen FC und Infiniband bereit. Produkt 810 bringt 13,7 TByte Bruttokapazität mit, 710 lediglich 6,9 TByte. Die Latenz beträgt 60 Mikrosekunden (read) und 110 bzw. 100 Mikrosekunden (write). Maximale IOPS-Raten gibt Big Blue mit 550.000 bzw. 570.000 im Read-Modus und 400.000 im Write-Modus an. Angebunden werden die Systeme ebenso über FC oder Infiniband.

Kaminario

Hersteller Kaminario ist ein noch relativ unbekannter Anbieter auf dem deutschen Markt. Seine »K2«-Lösung hat eine Scale-Out-Architektur und lässt sich in fünf verschiedenen Versionen zusammenkonfigurieren, die der Hersteller jeweils als »K-Block« bezeichnet (1, 2, 3). Basierend auf MLC soll das kleinste Modell 400.000 IOPS und das größte bis zu 2 Millionen IOPS bewältigen. Mit einem K-Block erhält der Anwender 6 bis12 oder 12 bis24 TByte Speicher, mit einem 5 K-Block kommt er auf 60 oder 120 TByte Kapazität. Anschluss zum jeweiligen Netzwerk erhalten die Systeme über 8-GBit/s-FC oder 10-Gbit/s-iSCSI. Bis zu 120 Mikrosekunden Latenz sind es hier beim Schreiben und bis zu 280 Mikrosekunden beim Lesen. Der Anbieter präsentiert bereits die vierte Generation seines Produkts. Bleibt abzuwarten, ob es Kaminario alleine schafft oder das nächste Kaufobjekt eines größeren Herstellers wird.

Netapp

NetApp ist ein weiterer Hersteller, der ein existierendes Speichergerät zum All-Flash-System transformiert. In diesem Falle handelt es sich um ein ehemaliges »Engenio«-Modell, das durch die LSI-Akquise in Netapps Produktportfolio gelangte. Das »EF540« kann im Basis-System 12 oder 24 eMLCs aufnehmen und ist um 24 SSDs erweiterbar. Insgesamt lassen sich so mit 800-GByte-Medien bis zu 38 TByte an Bruttokapazität erlangen. Schnittstellen sind 8-Gbit/s-FC, 6-Gbit/s-SAS, 10-Gbit/s-iSCSI und 40-Gbit/s-Infiniband. Bis zu 300.000 IOPS sowie Latenzen von weniger als einer Millisekunde sollen sich mit dem System gewährleisten lassen.

Nimbus Data Systems

Bereits seit 2006 ist das Unternehmen Nimbus Data Systems mit seinem »Gemini«-Produkt unterwegs. Dieses basiert auch auf MLC-Technologie und fasst bis zu 24 Medien in einer Einheit. Ausgestattet mit 2-TByte-SSDs sind so Gesamtkapazitäten von bis zu 48 TByte möglich. Leistungswerte gibt der Hersteller mit bis zu 2 Millionen IOPS und einer Latenz von 50 Mikrosekunden an. Mindestkapazität sind drei TByte in einem System. Hervorstechend beim Nimbus-Angebot ist die so genannte End-to-End-Garantie. Die liegt nämlich bei einer Laufzeit von zehn Jahren. Mit FC- und Ethernet-Ports und Support für die Protokolle FC, iSCSI, NFS, SRP, iSER, RDMA und SM fügt sich das System in NAS-, SAN- oder DAS-Umgebungen ein. Der Preis liegt für drei TByte bei etwas unter 60.000 US-Dollar.

Pure Storage

Anbieter Pure Storage ist schon bei Generation drei seiner All-Flash-Systeme, dem »FA-300 Series Controller« und dem »FA-400 Series Controller«. Das 300er-Produkt bietet Platz für 11 oder 22 MLCs mit 256 GByte und kommt so auf eine Speicherobergrenze von 5,5 TByte. Beim 400er-System passen 24 MLCs mit 512 GByte hinein, was letztlich 12 TByte bietet. Das kleine FA schafft 200.000 IOPS, das größere bis zu 400.000 IOPS. Die Latenzzeit liegt bei beiden Geräten unter einer Millisekunde. Jeweils vier 8-Gbit/s-FC- oder 10-Gbit/s-iSCSI-Schnittstellen stehen zur Verfügung. Um ein Storage-Cluster zu bilden, kann der EDV-Manager zwei Infiniband oder vier SAS-Ports nutzen. RAM gibt es reichlich: 96 GByte stecken im FA-300 und 192 GByte im FA-400. Zehn TByte kosten hier etwa 60.000 US-Dollar.

Skyera

Skyera setzt in seinen Produkten »Skyhawk« und »Skyeagle« auch die günstigeren MLC-Medien ein. Dank spezieller Storage-Blades passen beim Skyhawk 12, 22 oder 44 TByte Bruttospeicher in ein Gehäuse von nur einer Höheneinheit. Bis zu 400.000 IOPS sind mit dem System zu erreichen. Anschluss bieten entweder 40 1-Gbit/s-Ethernet-Anschlüsse oder drei 10-Gbit/s-Ethernet-Interfaces. Unterstützt werden die Protokolle NFS und iSCSI. Das größere Skyeagle stellt Kapazitäten von 60, 120 250 und 500 TByte zur Verfügung und verfügt über 16 16-Gbit/s-FC- oder 16 10-Gbit/s-Ethernet-Ports, wodurch zusätzlich CIFS und FC Unterstützung erhalten. Beim Leistungswert gibt der Hersteller bis zu 5 Millionen IOPS an. Beim Preis wird es eher schwammig, der liegt laut Anbieter bei etwa zwei US-Dollar pro GByte, je nach Konfiguration versteht sich.

SolidFire

Der Hersteller SolidFire hat drei Produkte im Köcher: »SF3010«, »SF6010« und »SF9010«. Die Modelle lassen sich zu einem Cluster zusammenfassen, beispielsweise mit fünf, 20, 40 oder 100 Nodes. Damit lassen sich dann Kapazitäten im PByte-Bereich erlangen. Bei Solidfire kommen sowohl MLCs als auch SLCs zum Einsatz. Alle Modelle fassen pro Node 10 Medien, wobei das 3010 SSDs mit 300 GByte aufnimmt, das 6010 Medien mit 600 GByte und das 9010 Flashdrives mit 960 GByte. Pro Node sind Leistungen von bis zu 50.000 IOPS möglich, was bei einer Mindestkonfiguration von fünf Nodes 250.000 IOPS bedeutet. Als Anschluss steht 10-Gbit/s-iSCSI zur Verfügung.

Tegile

Ein ebenso unbekannterer Mitspieler auf dem deutschen Flash-Markt ist Tegile, der unter dem Modellnamen Zebi gleich fünf Basis-Modelle und fünf Erweiterungsmodule anbietet. Die Basis bilden »HA2100«, »HA2100EP«, »HA2300«, »HA2400« und »HA2800«. In dieser Reihenfolge bieten die Module 600 GByte, 1,2 Tbyte (beide 2100-Modelle), 2,2 und 4,4 TByte an Flash-Speicher. Insgesamt lassen sich Speicherkapazitäten von 22, 16, 11 und 4,4 TByte erreichen. Standardgemäß lassen sich die Systeme mittels 1-Gbit/s-Ethernet integrieren, optional stehen noch 8-Gbit/s-FC- oder 10-Gbit/s-Ethernet-Ports zur Auswahl. Genaue Angaben zu Latenzen oder IOPS macht der Hersteller nicht. Tegiles HA2800 kostet rund 235.000 US-Dollar.

Violin Memory

Violin Memory ist wohl der Anbieter mit dem derzeit umfassendsten Angebot an reinen Flash-Lösungen, angefangen bei den Speichereinheiten hin zur Flash-Appliance und Flash-Memory-Steckkarten. Lösungen sind die »6000 Series«, die »3000 Series« und die »Force 2510 Memory Appliance«. Die 6000-Serie umfasst sieben Modelle, drei mit SLC-Drives, vier mit MLC-Medien. Kapazitäten liegen hier zwischen 6,6 und 70,3 TByte. Bei den SLC-Systemen liegen die Leistungswerte bei 450.000, 800.000 und einer Million IOPS sowie bei Latenzen von unter 250 Mikrosekunden. Die MLC-Modelle schaffen 200.000, 300.000, 500.000 und 750.000 IOPS bei Latenzen von unter 500 Mikrosekunden. Anschlussoptionen sind 4- und 8-Gbit/s-FC, 10-Gbit/s-iSCSI und 40-Gbit/s-Infiniband. Die Serie 600 wird auch vom Speicheranbieter Fujitsu vertrieben. Serie 3000 besteht aus fünf Modellen, von denen eins mit MLCs und vier mit SLCs ausgestattet sind. Speicherbruttokapazitäten liegen bei 2,8 bis 23 TByte. Das MLC-Gerät schafft bis zu 200.000 IOPS und reagiert in weniger als 500 Mikrosekunden. Die SLC-Varianten kommen auf 225.000, 300.000 und 325.000 IOPS und haben Reaktionszeiten von unter 250 Mikrosekunden. Verfügbare Ports sind hier FC oder iSCSI. Die Appliance soll Flash-Speed in bestehende SAN-Umgebungen bringen und lässt sich mittels der 6000-Serie erweitern. Das Basismodell verfügt über acht TByte Flash-Speicher, der dann auf bis zu ein PByte aufgestockt werden kann. Anschluss entsteht über acht FC-Interfaces. Bis zu eine Million IOPS und einer Latenzzeit von unter einer Millisekunde gewährleistet die Appliance. Zusätzlich zum eigenen Storage unterstützt die Force auch Systeme von EMC, Hitachi, HP, HP 3PAR, IBM und Netapp.

Wenige Anbieter, viel Auswahl

Zwölf Anbieter sind nun wahrlich noch eine überschaubare Anzahl an Herstellern in einem so heißen Trendmarkt, dafür sind die Angebote und Systemauswahl mannigfaltig. Je nach Spielart der eignen Umgebung und Pläne kann der IT-Verantwortliche reine Block-basierte oder konvergente SAN/NAS-System erwerben. Dabei kann er sich auf leistungsstarke, jedoch etwas teurere SLC verlassen oder aber den kostengünstigeren Weg mit MLC oder eMLCs einschlagen. Funktionsreich sind alle Systeme. Gerade datenreduzierende Verfahren und Datenschutzmechanismen liegen bei diesen Produkten hoch im Kurs – kein Wunder, kosten sie doch ein erklecklich mehr als herkömmliche Speichersysteme. Unternehmen, die mit OLAP hantieren, Hadoop zum Fliegen bringen wollen, stets wachsende Datenbanken beherrschen müssen oder eben einfach durch stark virtualisierte und interaktive IT-Umgebungen eine hohe Transaktionslast heraufbeschwören, profitieren von All-Flash-Arrays. Dabei ist für jeden Geschmack etwas dabei. Leider muss der geneigte und potenzielle Käufer erst einmal seine Hausaufgaben machen, um aus der aufgeführten Vielfalt das optimale Modell für sich zu finden. Performance und Funktionen müssen hier ebenso stimmen wie Latenzzeiten, Zuverlässigkeit und Garantie.

Flash der nächsten Generation

Neben den bereits zum Einsatz kommenden Technologien stehen künftige Alternativen wie vertikaler NAND, auch als 3D-NAND bezeichnet, sowie NVMe vor der Tür und dürften auch für die Hersteller der Full-Flash-Modelle interessant werden. Der 3D-NAND bietet derzeit zwar nur 128 Gbit Speicherkapazität auf einem Chip, ist aber von der Technologie her interessant. Dabei kommt eine vertikale Zellenstruktur zum Einsatz, die auf der 3D-Charge-Trap-Flash-Technik und einer vertikalen Interconnect-Prozesstechnik basiert. Hier wird eine elektrische Ladung temporär in einer Haltekammer des nichtleitenden Flash-Layers platziert. Dies dient zur Verhinderung von Interferenzen zwischen benachbarten Zellen. Dadurch lassen sich bis zu 24 Zellen-Layer vertikal übereinander stapeln, was hohe Zuverlässigkeit, schnelle Schreibgeschwindigkeit und in Zukunft vielleicht auch größere Speicherkapazitäten garantiert.

NVMe steht für Non-Volatile Memory Express und ist kein neues Speichermedien als solches. Vielmehr eliminiert diese Technologie das größte Problem bisheriger Flash-Medien, den viel zu schmalen Bus. Herkömmliche SSDs verfügen entweder über einen SATA- oder einen SAS-Anschluss, beide bieten einen Datendurchsatz von maximal 6 Gbit/s, also rein rechnerisch 768 MByte/s (landläufig und der Einfachheit halber auf 600 MByte/s reduziert). Dieser Wert liegt jedoch weit unter den theoretisch machbaren Durchsätzen des Mediums und stellt damit einen erheblichen Flaschenhals dar.

NVMe nutzt stattdessen den PCIe-Bus der Definition 3.0 und kann damit theoretisch bis zu 32 GByte/s (auf 32 Leitungen á 1 GByte/s) erreichen. Damit sollen diese neuen Speichermedien bis zum sechsfachen der bisherigen Durchsätze und bis zum 15fachen der bekannten I/O-Leistung bieten. Allerdings stellt dies keinen neuen Standard dar, sondern lediglich die Kombination zweier existierender Lösungen zur Erreichung höherer Leistungen.

Bislang eignen sich die NVMe-Laufwerke nur zum Einsatz in Einzelsystemen mit entsprechendem PCIe-Bus. Kein Speichersystem-Hersteller wird so schnell auf PCIe im Backend umstellen, vor allen Dingen nicht in Erwartung der neuen SAS- und SATA-Definitionen. Nichtsdestotrotz ist dies auch eine weitere Alternative, um die SSDs und somit auch damit ausgerüstete Systeme zu optimieren.