На прошедшей в декабре 2016 года в Лондоне конференции Discover компанией Hewlett Packard Enterprise была презентована технология HPE 3PAR 3D Cache. Для того, чтобы разобраться, это за решение и зачем оно необходимо, нужно для начала рассказать о еще двух технических новинках, разрабатываемых сейчас участниками рынка – технологиях NVM и SCM.
По мере того, как внедрение и использование флэш-памяти NAND привело к резкому ускорению работы бизнес-приложений, стало очевидно, что протокол SCSI значительно устарел. Использование протокола, разработанного для механических носителей, стало узким местом при использовании его в системах SSD, так как раскрыть их потенциал быстродействия стало невозможно. Работа с флэш-накопителями подразумевает выполнение большого количества параллельных операций, что существенно отличается от ситуации с накопителями на жестких дисках, головки которых перемещаются для обращения к разным частям диска. Для устранения этого недостатка был разработан новый протокол - Non Volatile Memory express (NVMe), который помогает значительно уменьшить время отклика, и повышает пропускную способность для бизнес-приложений.
Выигрыш в производительности благодаря использованию NVMe заметен, прежде всего, в серверных продуктах, однако внедрение этого протокола в SSD-массивы – довольно сложная задача. Данный протокол может быть внедрен в трех местах:
- При передаче данных от сервера к системе хранения данных;
- Внутри контроллера системы хранения данных;
- При передаче информации от контроллеров систем хранения данных к накопителям.
На сегодняшний день самым распространённым вариантом передачи данных от сервера к системе хранения является Fibre Channel. В шестом поколении коммутаторов HPE Brocade, реализована поддержка FC-NVMe, появились серверные HBA, разрабатывается стандартизация. Иные методы использования NVMe для подключения типа SAN малоприменимы на практике, так как потребуется полная перестройка сети.
Внутри СХД на сегодняшний день применяется высокопроизводительный протокол SAS, основанный на SCSI, однако справляющийся с сотнями накопителей. По всей видимости, протокол NVMe не станет массовым при передаче данных от контроллеров до накопителей до тех пор, пока не начнется массовое внедрение более быстрых устройств для хранения данных, работающих на других физических принципах. Внутри контроллера интегрировать данную технологию проще. По аналогии с использованием флэш-памяти в серверах, можно ограничиться установкой ускорителей, что не потребует замены архитектуры систем хранения данных и способа подключения.
Сейчас многие компании занимаются разработкой технологий хранения, которые по прогнозам будут в десять раз быстрее, чем SSD-накопители. Их скорость доступа будет практически сопоставима со скоростью оперативной памяти, однако данные будут сохраняться при отключении питания. В общем, все эти технологии называются Storage Class Memory (SCM). К таким технологиям относятся Resistive RAM (ReRAM), Magnetoresistive Random-Access Memory (MRAM), Phase Change Memory (PCM), мемристоры HPE и Intel 3DXPoint. Прогнозируется, что первым на рынок выйдет Intel с их продуктом SSD Optane – отгрузки должны начаться в ближайшие месяцы.
Итак, если расширить кэш-память СХД HPE 3PAR посредством SSD Optane получится HPE 3PAR 3D Cache. СХД HPE 3PAR отлично подошли для использования флэш-памяти, а способы работы, отработанные для NAND легко интегрируются в ускорители Intel 3DXPointSCM. По результатам проведенного тестирования уменьшение времени отклика составило 50%, а количество операции ввода-вывода возросло на 80%.
