- Duomenų augimas ir padidėjusio energijos efektyvumo poreikis lemia novatoriškus saugojimo sprendimus.
- HDD didėjo tankis, bet ne našumas, o „TLC Flash“ išlieka už kainos tašką, kuris riboja mastelio keitimą.
- „QLC Technology“ sprendžia šiuos iššūkius, sudarydama vidurinę pakopą tarp HDD ir TLC SSD. QLC suteikia didesnį tankį, pagerintą energijos efektyvumą ir geresnes sąnaudas nei esami TLC SSD.
Šiandien HDDS yra daugumos duomenų centrų saugojimo sprendimas dėl mažesnių sąnaudų ir galios pėdsakų, palyginti su kitais sprendimais, tokiais kaip „TLC Flash“. Tačiau nors HDD auga, jie neaugo I/O rezultatų. Kitaip tariant, HDDS pralaidumas kiekvienam TB sumažėjo. Tai privertė „Data Center“ inžinierius patenkinti savo saugojimo našumo poreikius, perkeldami karštus (dažnai pasiekiamus) duomenis į TLC blykstės pakopą arba per daug pristatant saugyklą.
„QLC Flash“, kaip technologija, veikiama nuo 2009 m. Priėmimas buvo lėtas, nes istoriškai ji veikė mažesnio pavaros talpos taškuose – mažiau nei 32 TB. Taip pat didelės išlaidos ir ribota rašymo ištvermė nepadarė patrauklia alternatyva TLC duomenų centre.
Tuo tarpu HDD tankis augo be jokio reikšmingo pralaidumo padidėjimo. Kadangi daugiau duomenų saugoma tam tikrame diske, I/O poreikis padidėja proporcingai. Dėl nuolatinio HDD pajėgumo tankinimo nuosekliai sumažėjo BW/TB. Tai neigiamai paveikė dalį karštų darbo krūvių ir privertė baitus įstrigti HDD.
„QLC Flash“ užima unikalią erdvę našumo spektre tarp HDD ir SSD, kad būtų aptarnaujami darbo krūviai, kurie vis dar priklauso nuo našumo esant 10 MB/s/TB diapazonui IE, kur mes turėjome 16-20 TB HDD. Be to, yra darbo krūvių, atliekančių didelę partiją „iOS“, kuriai nereikia labai aukšto našumo, tačiau vis tiek yra 15-20 MB/S/TB diapazone ir šiandien naudokite „TLC Flash“.
„QLC Flash“, įvesta kaip aukštesnioji pakopa aukščiau HDD, gali atitikti rašymo našumo reikalavimus, turint pakankamai aukšto ištvermės specifikacijų. Taikomi darbo krūviai yra skaitomi juostos, kurių reikalaujama nedažnai, ir palyginti žemus rašymo pralaidumo reikalavimus. Kadangi didžioji energijos suvartojimo dalis bet kurioje „Nand Flash“ laikmenoje yra iš rašymo, mes tikimės, kad mūsų darbo krūviai sunaudos mažesnę galią su QLC SSDS.
„2TB QLC Nand Die“ atsiradimas kartu su 32-DIE STACK, tapusi pagrindine, parodo, kaip greitai „QLC Flash“ tankio mastelio keitimas auga NAND paketo lygyje ir disko lygyje.
Mes tikimės, kad QLC SSD tankis artimiausiu ir ilgalaikiu ir ilgalaikiu mastu bus daug didesnis nei TLC SSD tankis. Tai suteiks reikšmingą poveikį serverio ir stovo lygio baitų tankinimui, taip pat padės mažesniam įsigijimui vienam TB ir energijos sąnaudoms tiek disko, tiek serverio lygyje.
QLC meta
„Meta“ saugojimo komandos pradėjo glaudžiai bendradarbiauti su tokiais partneriais Gryna saugyklanaudojant jų „DirectFlash“ modulį (DFM) ir „DirectFlash“ programinės įrangos sprendimą, kad būtų galima patikti QLC atminties į meta. Mes taip pat dirbame su kitais NAND pardavėjais, kad integruotume standartinį NVME QLC SSD į mūsų duomenų centrus.
Nors šiandien QLC kainuoja mažesnė nei TLC, jis dar nėra pakankamai konkurencingas, kad būtų galima platesniam diegimui. Vis dėlto energijos suvartojimo efektyvumo padidėjimas yra materialus ir tikimasi, kad iš to labai naudinga. Atsižvelgiant į tai, kad HDD ir toliau didėja šaltesni, didėjant jų tankiui (mažėjant BW/TB), ir kad NAND išlaidų struktūros gerėja įgyvendinant technologijas, manome, kad pridedant QLC pakopą yra teisingas kelias į priekį.
Techninės įrangos aspektai, skirti priimti QLC
Nors E1.S kaip formos faktorius buvo puikus mūsų TLC diegimui, tai nėra idealus formos faktorius, norint išplėsti mūsų QLC planą, nes jo dydis riboja NAND paketų skaičių vienam diskui.
Pramonės standartas U.2-15 mm vis dar yra paplitęs SSD tiekėjų formos faktorius ir jis suteikia mums galimybę padidinti 512TB talpą. E3 šiuo metu neatneša papildomos vertės, palyginti su U.2, o rinkos priėmimas išsiskyrė tarp 4 E3 variantai daro jį mažiau patrauklų. „Pure Storage“ DFMS gali leisti padidinti iki 600TB su ta pačia „NAND“ paketo technologija. Projektavus serverį DFMS palaikyti, disko lizdas taip pat gali priimti U.2 diskus. Ši strategija suteikia mums galimybę gauti daugiausiai naudos iš išlaidų konkurencijos, grafiko pagreičio, energijos efektyvumo ir pardavėjų įvairovės.
Pagrindinis QLC diskų pranašumas yra baitų tankis disko ir serverio lygyje bei susijęs energijos efektyvumas. „Meta“ metu QLC pagrįsto serverio baitų tankio tikslas yra 6x tankiausias TLC pagrįstas serveris, kurį šiandien siunčiame. Nors „BW/TB“, tikimasi iš QLC, yra mažesnis nei TLC, „QLC Server Baites“ tankis reikalauja, kad būtų galima atlikti labiau atliktą procesorių, greitesnę atminties ir tinklo posistemį, kad būtų galima pasinaudoti žiniasklaidos galimybėmis.
Pritaikant mūsų „QLC“ saugojimo programinę įrangą
Priėmus esamą „Meta“ saugojimo programinę įrangą QLC, pateikė keletą įdomių iššūkių. Kaip aptarta aukščiau, mūsų QLC sistemose yra labai didelis tankis. Ir mes nukreipiame QLC SSDS kaip aukštesnio našumo laikmeną, palyginti su HDD. Tai padidina pralaidumo lūkesčius, viršijančius bet kokį vieno serverio pralaidumą, kokį mes kada nors turėjome.
Norint padidinti tokį didelį pralaidumą per CPU šerdį ir lizdus, reikia atidžiai išdėstyti duomenis ir apskaičiuoti, kad apdorotų, kad I/O. Turime įsitikinti, kad sumažiname duomenų sąlyčio taškus ir galime atskirti I/O tipą. Programinės įrangos kaminoje „Pure Storage“ sprendimuose naudojami „Linux UserSpace Block“ įrenginių tvarkyklės (UBLK) įrenginiai, palyginti su IO_URING, kad abu atskleistų saugyklą kaip įprastą bloko įrenginį ir įgalintų nulinę kopiją duomenų kopijoms pašalinti – taip pat pasikalbėkite su jų „UserSpace FTL“ („DirectFlash“ programine įranga) fone.
Kitiems pardavėjams „Stack“ naudoja IO_URING, kad tiesiogiai sąveikautų su NVME bloko įrenginiu.
Be to, „QLC SSD“ turi reikšmingą deltą tarp skaitymo ir rašymo pralaidumo. Perskaitykite pralaidumą QLC atveju net 4x ar daugiau nei rašymo pralaidumas. Be to, tipiški naudojimo atvejai aplink skaitymus yra jautrūs latencijai, todėl turime įsitikinti, kad I/O pristatymas šį masinį skaitymą „BW“ nesirenka nuoseklumo už rašymo. Tam reikia statyti ir kruopščiai suderinti, įkainių valdiklius ir I/O planuotojus.
Laukiau
„Meta“ pripažįsta „QLC Flash“ potencialą kaip perspektyvią ir perspektyvią optimizavimo galimybę saugojimo sąnaudoms, našumui ir galiai duomenų centro darbo krūviams. Kadangi „Flash“ tiekėjai ir toliau investuoja į pažangias FAB procesus ir paketų dizainą bei padidina „QLC Flash“ gamybos išvestį, mes tikimės, kad dideli išlaidų patobulinimai bus didesni, todėl QLC „Flash“ bus palaipsniui patrauklesnė platesniam duomenų centro darbo krūviams. Džiaugiamės, kad skatiname naujoves, skatiname bendradarbiavimą ir skatiname ekosistemos derinimą šioje besivystančioje saugojimo erdvėje.
