All-Flash-Storage im Aufwind

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All-Flash-Storage im Aufwind

(Quelle: Wikimedia)
Artikel erschienen in IT Magazine 2019/05
Seite 1
4. Mai 2019 -  Von Markus Grau

Innovationen im Storage-Bereich führen zu technologischer Disruption und unterstützen Unternehmen für die datenzentrierte Ära.
Moderne Workloads wie Big Data Analytics, Maschinelles Lernen (ML) und Künstliche Intelligenz (KI) werden immer wichtiger. Das Echtzeit-Design vieler dieser Systeme erfordert einen All-Flash-Speicher, um eine geringe Latenz und einen hohen Durchsatz zu erreichen. Da IT-Abteilungen immer mehr dieser Workloads auf sehr grossen und schnell wachsenden Datensätzen einsetzen, benötigen sie neue, leistungsfähigere Speichertechnologien.

In den letzten Jahren haben sich All-Flash-Arrays im Speichermarkt etabliert. Das Non-volatile-Memory-Express (NVMe)-­Protokoll, das von Grund auf für die Parallelverarbeitung entwickelt wurde, gibt All-Flash einen weiteren Schub. NVMe-over Fabrics (NVMe-oF) ermöglicht superschnellen Speichernetzwerken die Konsolidierung mehrerer Workloads in einer Speicherumgebung.

Aktuelle Trends und Potentiale im Storage-Markt

Die fortschreitende Storage-Innovation im Rechenzentrum führt unweigerlich zu Disruption durch den Übergang von alten zu neuen Technologien: von der Festplatte zu Flash, vom Storage Area Network (SAN) oder Direct Attached Storage (DAS) zu Ethernet, von Disk-to-Disk-to-Tape (D2D2T) zu Flash-to-Flash-to-Cloud (F2F2C) und von On-Prem oder Cloud zu Hybrid-Umgebungen. Bereits heute stellt sich die Frage, ob traditionelle SAN- und DAS-Systeme obsolet geworden sind und was an ihre Stelle treten wird.

Vor allem Service Provider bewegen sich auf Ethernet-Netzwerke zu. Die Technologie ist erschwinglich und moderne Scale-Out/Cloud-basierte Anwendungen basieren bereits auf Fast Ethernet Fabrics. Auf diese Weise können die Verfügbarkeits- und Effizienzvorteile eines gemeinsamen Arrays genutzt und gleichzeitig kann maximale Performance erreicht werden. Der Vorteil dabei ist die Konvergenz im Netzwerk. Darüber hinaus hat sich die Geschwindigkeit von Ethernet, derzeit bei 100 Gbit/s, in den letzten Jahren massiv erhöht. Über diese Infrastruktur ist es auch möglich, nicht nur iSCSI- oder NAS-Protokolle, sondern auch Objekt-basierte Protokolle anzusprechen. Ethernet eröffnet auch Möglichkeiten für neue Anwendungen, die über NVMe-oF mit der Storage-Umgebung verbunden werden können.

NVMe als wichtige Storage-Innovation

In den letzten Jahren hat sich NVMe zu einer bedeutenden Innovation im Storage-Umfeld entwickelt. NVMe ist ein Protokoll der nächsten Generation für eine beschleunigte Kommunikation zwischen Prozessor und Flash-Speicher. Der Einsatz von NVMe war zunächst auf den Endverbrauchermarkt, insbesondere Smartphones, beschränkt und wurde auf grosse Enterprise-Storage-Lösungen ausgeweitet. Seitdem hat sich NVMe in den Mainstream-B2B-Markt vorgearbeitet, in Form von Speicherlösungen, die für kleine und mittelständische Unternehmen mit hohen Anforderungen an die Datenverarbeitung attraktiv sind.

Für Flash-Arrays der Enterprise-Klasse bietet NVMe eine weitaus höhere Leistung als die zuvor entwickelten Se­rial-­Attached-SCSI- (SAS)- und Serial-­Advanced-Technology-Attachment- (SATA)-­­Schnittstellen. Diese wurden ursprünglich für Festplatten entwickelt, sind aber immer noch weit verbreitet, selbst in All-Flash-Solid-State-Laufwerken. Der Grund für den Leistungssprung ist, dass NVMe deutlich schneller ist als das herkömmliche Speicherprotokoll SAS. Es unterstützt bis zu 64’000 parallele Warteschlangen mit 64’000 Befehlen pro Warteschlange, womit direkte Übertragungswege zum Flash-Speicher zur Verfügung stehen. Auf diese Weise stehen direkte Übertragungswege zu Solid State Drives (SSDs) bereit. Die daraus resultierende massive Parallelverarbeitung beseitigt die durch serielle Verbindungen verursachten Engpässe. Dies führt zu einer deutlich höheren Performance.

NVMe ermöglicht, was den Datenzugriff betrifft, effizientere und schnellere All-Flash-Systeme im Vergleich zu herkömmlichen Festplatten. Einige der Storage-Anbieter treiben die Transformation zu NVMe voran, mit dem Ziel, NVMe als führendes Schnittstellenprotokoll für Flash zu etablieren.
 
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