Julio 2009
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¿Desea una mejora rápida, sencilla e importante del rendimiento y la economía de su almacenamiento? Conozca las unidades SSD basadas en Flash.
La ley de Moore sigue plenamente vigente. Los procesadores son cada vez más densos, rápidos y económicos, y la era del multinúcleo ha potenciado estas ventajas. La pregunta es ¿por qué es tan difícil y costoso mejorar el rendimiento de las aplicaciones?
Porque el cuello de botella del rendimiento es la E/S, no la potencia de procesamiento. Para las aplicaciones actuales de uso intensivo de datos, los tiempos de búsqueda, las latencias de rotación y las IOPS (operaciones por segundo de entrada/salida) son valores más relevantes que la velocidad de la CPU para medir el rendimiento de las aplicaciones.
La tecnología Flash, la opción de memoria borrable y reprogramable de alta eficiencia energética y alto rendimiento, puede eliminar el cuello de botella de la E/S por un precio asequible. El rendimiento de las unidades de estado sólido (SSD) basadas en Flash es muy superior al de las unidades de disco duro (HDD) tradicionales, y su coste es muy inferior al de la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM). Por tanto las unidades SSD basadas en Flash pueden llenar el importante espacio que existe entre estas tecnologías en términos de precio/rendimiento.
Esta es la razón por la que la tecnología Flash se expande rápidamente en los centros de datos corporativos y por la que Sun ha asumido el liderazgo en el desarrollo de productos basados en Flash.
Las posibilidades de la tecnología Flash generan avances decisivos en la arquitectura de TI
De hecho, Sun es el primer proveedor de grandes sistemas que integra la tecnología Flash en toda su gama, incluidos los sistemas Sun Blade y Sun x64 y los servidores Sun CoolThreads. Y el nuevo Flash Module de Sun, el primer diseño Flash abierto de calidad empresarial del mundo, ya está disponible para que los desarrolladores y la comunidad de almacenamiento OpenSolaris puedan fomentar la innovación Flash.
Pero Flash ofrece posibilidades adicionales que pueden dar lugar a auténticos avances en la arquitectura de TI, particularmente en el entorno del almacenamiento. Por ejemplo:
- Aceleración del procesamiento de transacciones: Cuando se utiliza abundante memoria Flash optimizada para operaciones de escritura, la teconología Flash puede ofrecer una respuesta muy rápida a las peticiones síncronas, que son muy comunes en las aplicaciones de procesamiento de transacciones de uso intensivo de datos. La tecnología Flash se puede utilizar como buffer para estas operaciones.
- Flash como caché: La tecnología Flash se puede utilizar y gestionar como caché de nivel 3 o nivel 4 para sustituir a la memoria DRAM, que es más costosa. Crea una caché secundaria de muy gran tamaño que, cuando se trasladan datos desde la caché de memoria principal, se ubican en una caché Flash optimizada para lectura, lo que permite utilizar un conjunto de trabajo mucho mayor.
Además, cuando se asocian con otras tecnologías de Sun, las unidades SSD basadas en Flash permiten adoptar nuevos enfoques para crear entornos de almacenamiento de mayor rendimiento, menor consumo energético y menor coste total. No hay ejemplo mejor que el concepto único de Sun de “conjunto de almacenamiento híbrido” (Hybrid Storage Pool).
Conjunto de almacenamiento híbrido: una relación precio/rendimiento sin precedentes
El conjunto de almacenamiento híbrido es un nuevo enfoque para la creación de infraestructura de almacenamiento que ubica los datos donde se pueden utilizar con mayor eficiencia. Utiliza unidades SSD basadas en Flash como nueva capa de almacenamiento, una capa que se sitúa entre los soportes rotativos tradicionales, como las HDD de 15.000 rpm, y la memoria DRAM, mucho más rápida pero más costosa.
En la mayoría de los casos, significa mejorar el entorno existente con unidades SSD basadas en Flash en lugar de sutituir los componentes más antiguos por dispositivos basados en Flash. Por ejemplo, es posible integrar un número inferior de SSD basadas en Flash en el conjunto de almacenamiento como caché de datos, lo que redunda en mejoras significativas de rendimiento para la mayoría de las cargas de trabajo intensivas en E/S. Al mismo tiempo, las SSD Flash son significativamente menos caras y más densas que la DRAM, por lo que la combinación de SSD basadas en Flash, HDD tradicionales y dispositivos basados en DRAM hace que toda la infraestructura de almacenamiento sea mucho más rápida para las aplicaciones y que se reduzcan los costes totales de la infraestructura. Las SSD también reducen drásticamente el consumo de energía, hasta un 80% si se comparan con los discos rotativos.
Las innovaciones adicionales de Sun juegan un papel clave. Por ejemplo, el sistema de archivos Solaris ZFS aprovecha plenamente las ventajas de coste y rendimiento de las SSD basadas en Flash, mejorando así el rendimiento de las aplicaciones y del sistema de archivos.
“Cuando se añaden SSD de memoria Flash a un sistema de almacenamiento que utiliza el sistema de archivos Solaris ZFS, el sistema será más rápido sin necesidad de hacer nada.”
— John Fowler, Vicepresidente ejecutivo de sistemas de Sun.
Según John Fowler, Vicepresidente ejecutivo de sistemas de Sun, “Cuando se añaden SSD de memoria Flash a un sistema de almacenamiento que utiliza el sistema de archivos Solaris ZFS, el sistema será más rápido sin necesidad de hacer nada. Se consigue un nivel sin precedentes de precio/rendimiento, una reducción del consumo total de energía de la infraestructura de almacenamiento y una mejora de la fiabilidad general, sin tener que renunciar a nada”.
Solaris ZFS almacena transparentemente en caché los datos en unidades SSD, sin que sea necesario modificar las aplicaciones. Y a difrencia de los sistemas de archivos menos sofisticados, ZFS reconoce los distintos tipos de soportes y optimiza el uso que hace de ellos mara maximizar el throughput del sistema.
“Lo mejor de ZFS es que ubica los datos automáticamente, mientras que con otros sistemas de archivos es necesario indicar manualmente qué discos se montan y dónde se montan, así como trasladar los datos una y otra vez”, declaró el Sr. Fowler. “Dirige automáticamente los datos de uso frecuente a SSD rápidas y los de uso menos frecuente a HDD más lentas y económicas.”
Las funciones adicionales integradas en determinados productos mejoran aún más las ventajas de las SSD basadas en Flash. Por ejemplo, los sistemas de almacenamiento unificado de la serie Sun Storage 7000 incorporan funciones que proporcionan protección de escritura en caché en caso de pérdida de alimentación eléctrica, lo que mejora la fiabilidad. Estos sistemas también se benefician del software de análisis DTrace, que permite a los administradores localizar y aislar rápidamente problemas, además de optimizar el rendimiento del almacenamiento y el uso de la capacidad, todo ello sin que los sistemas dejen de funcionar en producción.
| The Hybrid Storage Pool combines the performance and power advantages of Flash-based SSDs with the cost advantages of high capacity HDDs and takes full advantage of the ZFS file system to eliminate the trade-offs of traditional storage infrastructure.
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Cuándo considerar un conjunto de almacenamiento híbrido
Un conjunto de almacenamiento híbrido es una excelente alternativa para los entornos de almacenamiento más exigentes e intensivos en E/S. Pero también puede resolver problemas de índole general para la empresa. Un par de ejemplos:
- Ampliar la empresa sin ampliar el centro de datos. Muchas empresas se quedan sin espacio en sus centros de datos, ya sea por el aumento de la demanda de servicios basados en la red o debido a la consolidación de centros de datos. Los conjuntos de almacenamiento híbrido permiten a las empresas cumplir los acuerdos de nivel de servicio con muchas menos unidades de disco físicas. En muchos casos, la empresa puede seguir mejorando la cantidad y calidad de sus servicios sin necesidad de más espacio, energía o refrigeración en el centro de datos.
- Reducir el coste total de propiedad de la infraestructura de almacenamiento. El uso de la serie Sun Storage 7000 como base para un conjunto de almacenamiento híbrido puede reducir el TCO de varias formas: puede ofrecer un rendimiento equivalente y un throughput superior sin utilizar costosas unidades de 15.000 rpm de alta ineficiencia energética; puede proporcionar la misma capacidad de almacenamiento en sólo una parte del espacio físico que necesitaría una infraestructura tradicional; puede ahorrar miles de dólares en gastos de licencias en comparación con los sistemas alternativos de marca.
Por ejemplo, si un entorno de aplicación con un conjunto de trabajo de 350 GB necesita 30.000 IOPS para cumplir los acuerdos de nivel de servicio, se necesitarían 100 HDD de 15.000 rpm. Si las unidades son de 300 GB, consumen 17,5 vatios y cuestan 750 dólares cada una, este entorno tradicional proporciona las IOPS necesarias, tiene 30 TB de capacidad, cuesta 75.000 dólares y consume 1,75 kWh de electricidad.
Con un conjunto de almacenamiento híbrido, seis SSD de 64 GB (1.000 por unidad) proporcionan las 30.000 IOPS necesarias y albergan el conjunto de trabajo de 350 GB. Se pueden utilizar unidades de menor coste y alta capacidad para almacenar el resto de los datos; 30 unidades de 1 TB y 7.200 rpm, a 689 dólares cada una (20.670 dólares) con un consumo de 13 vatios, proporcionan un almacenamiento HDD rentable. El ahorro es espectacular: un 64% en el precio de compra y un 77% en consumo de electricidad.
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