Während die Hersteller mit flashbasierten Caches und Automated-Tiering um sich werfen, vergessen einige sich dabei die essentielle Frage zu stellen. Was macht technisch und wirtschaftlich gesehen Sinn und was nicht? Dieser Frage gehen wir in diesem Artikel, im speziellen aus der Sicht eines Write-Caches, auf den Grund.

NetApp hat vor kurzem den Technical Report TR-3867 veröffentlicht. Dieser Report beschreibt den Einsatz von FlashCache (ehemals PAM II) im Zusammenhang mit Microsoft Exchange 2010. Die 256GB FlashCache Karte verdoppelt dabei die I/O Leistung pro Sekunde (IOPS) des FAS3140 Kontrollers und erhöht die Anzahl möglicher Mailboxen auf dem Speichersystem um 67%.

Die detaillierten Resultaten können je nach Datenbank Grösse, FlashCache Grösse und Kontroller Modell variieren. FlashCache demonstriert jedoch einmal mehr, wie man die FLASH Technologie Kosteneffizient in einem Speichersystem einsetzten kann. Sauber designed, lässt sich, in Kombination mit SATA, mehr Leistung und geringere Kosten als bei traditionellen FC Lösungen erreichen.

Flash Cache ist die Antwort von NetApp auf den aktuellen Hype von SSDs. Während viele Hersteller SSDs als Disk-Ersatz in ihrem Portfolio führen, hat NetApp die Flash Technologie effizient in das Speichersystem integriert. Flash Cache auch bekannt unter dem Namen PAM - Performance Accelleration Module - dient als intelligenter Read-Cache (256GB - 512GB pro Karte) für das Speichersystem. Dabei sind keine aufwändige und manuelle Datenverschiebungsaktionen notwendig. PAM integriert sich transparent in das System und Sie profitieren quasi "Instant" von der Caching-Funktionalität.

Der Flash Cache and PAM Best Practices Guide (tr-3832) gibt einen Einblick in das optimale konfigurieren der Caching-Funktionalitäten.

In den letzten 2 Jahren hat die Flash Technologie grosse Fortschritte gemacht. Ein Ersatz für die traditionelle Harddisk ist Flash jedoch noch nicht. Dies liegt hauptsächlich am hohen Preis und der geringeren Datendichte. Durch eine intelligente Nutzung der Technologie, können Sie jedoch bereits heute Ihre Infrastruktur um Faktoren beschleunigen und dies nicht unbedingt bei einem höheren Preis!

Sun hat offiziell die FlashFire Produkte F5100 und F20 an der Oracle Open World 2009 vorgestellt. Bereits vor einiger Zeit wurden die Open Flash DIMMs von Sun vorgestellt, Produkte auf dieser Basis waren jedoch bis heute nicht verfügbar.

F5100 Array

Das F5100 Array bietet bis zu 1.92TB SLC (Single Level Cell) NAND Flash und braucht lediglich 1U Rackspace. Das Produkt biete 62 SAS Lanes (16x 4-wide ports), aufgeteilt in 4 Domains und erlaubt SAS Zoning. Die von Sun angegeben Performanz liegt bei 1.6 Millionen Read IOPS und 1.2 Millionen Write IOPS mit einer Bandbreite von 12.8GB/sec.

Die IOPs Leistung entspricht ca. 3000 FC Disk Drives, für welche ganze 14 Racks nötig wären, um die selbe IO Leistung zu liefern. Somit braucht die F5100 lediglich 1/100 Platz und Strom (300 Watt).

Das F5100 Array bietet Platz für bis zu 80x 24GB Flash DIMMs welche eine MTBF von 2 Millionen Stunden haben. Das Array kann mit 20, 40, 60 oder 80 DIMMS bestückt werden.

IO Leistungs-Übersicht

• 20 DIMMs = ca. 397k Read IOPS
• 40 DIMMs = ca. 795k Read IOPS
• 60 DIMMs = ca. 1.2M Read IOPS
• 80 DIMMs = ca. 1.6M Read IOPS

Die Bandbreite und IO Leistung skaliert linear mit der Anzahl von DIMMs. Hervorragend ist auch die Latenz des Arrays welche bei Read 0.41ms und bei Write 0.28ms ist. Bei 50% Read und 50% Write soll das Produkte 6 Jahre lang ohne Fehler laufen. Positioniert ist das Produkt im Datenbankumfeld (Oracle, MySQL) jedoch auch in grossen ZFS HSPs (Hybrid Storage Pools) wo es für das ZIL (Intend Log) aber auch für den L2ARC verwendet werden kann.

Das Produkt verwendet keine Akkus sondern äusserst starke Capacitors, welche bei einem Stromausfall genügend Leistung bieten um das RAM auf die Flash Chips zu schreiben.

F20 PCIe Card

Die selbe Flash Technologie welche im F5100 Array verwendet wird läuft auch auf einer 94GB Flash Karte die den Namen F20 trägt und via PCIe Bus in einen Server eingebaut werden kann. Vier 24GB Flash Module werden als vier separate 24GB Disks präsentiert. Die Karte liefert bis zu 100k Read IOPS und 84k Write IOPS.

Die F20 bietet auch einen SAS HBA welcher bis zu 8 Interne SAS Disks ansteuern kann. Wie in der F5100 dienen auch bei der F20 verbaute Capacitors als Sicherheit für den RAM Cache.

Die Karte kann ihre Stärken in Kombination mit dem ZFS Hybrid Storage Pool am besten in den Sun Server der X-Serie entfalten, bei welchen die internen SAS oder SATA Disks zusätzlich beschleunigt werden können.

Weitereführende Informationen:

• Sun Storage F5100 Array
• Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card

Intel und Micron haben einen Flash-Chip mit 32 GBit Kapazität vorgestellt, der drei Bit pro Zelle speichert. In einem 32-nm-Prozess hergestellt, soll er – nach eigenen Angaben – der kleinste und damit auch preiswerteste auf dem Markt sein. Erste Muster liefert Micron bereits aus, die Serienproduktion soll im vierten Quartal anlaufen. Noch in diesem Jahr wollen Intel und Micron einen Flash-Chip zeigen, der mit Strukturbreiten zwischen 20 und 30 nm gefertigt wird. Über die Zuverlässigkeit der neuen Chips haben weder Intel oder Micron noch ihr Joint Venture IM Flash Technologies etwas verraten. MLC-Chips gelten als deutlich unzuverlässiger, dafür aber wesentlich preiswerter als SLC-Speicher (Single Level Cell), bei denen jedes Bit seine eigene Zelle hat.

Auf MLC-Chips basierende SSDs werden z.B. in den Read Caches (Read Zilla) der Sun Unified Storage 7000er Produkte eingesetzt, während die auf SLC-Chips basierenden SSDs wegen der geringen Latenz für die Write Caches (Write Zilla) verwendet werden.