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Was können Sie von Phase Change Memory (PCM) erwarten?

Phase Change Memory (PCM) hat das Potenzial, für eine Revolution im Storage-Markt zu sorgen. Noch steckt der Teufel allerdings in den Details.

Phase Change Memory (PCM) ist mit dem Verkaufsstart von Intel Optane jetzt als Produkt verfügbar. Wie wird nun die weitere technische Entwicklung weitergehen?

Flash-Speicher ist gegenüber Festplatten ein erheblicher technischer Fortschritt, aber gegenüber dynamischen RAM (DRAM) immer noch langsam.

Die Beschränkung von Flash besteht darin, dass Blöcke adressiert werden und dadurch ein Minimaltransfer von vier Kilobyte (KB) erfolgt. Zusätzlich wird ein File Stack Betriebssystem verwendet, das für zusätzlichen Overhead sorgt.

Diese Restriktionen machen Alternativen zu Flash interessant und dazu gehört Phase Change Memory (PCM) als Favorit. PCM verändert die Spannung in einer Zelle von hoch zu niedrig (Phasenwechsel, Phase Change) durch einen Voltstrom. Der Phasenwechsel ist mit etwa zehn Nanosekunden sehr schnell.

Weil es nahe an der Geschwindigkeit von DRAM liegt, ist PCM ideal für NVDIMMs und NVM Express (NVMe) SSDs. Intel und Micron haben Versionen von 3D XPoint angekündigt, die auf PCM fußen. Es gibt noch einige Probleme mit Verzögerungen und Leistungen, aber sie scheinen schneller als Flash der ersten Generation zu sein und in späteren Versionen werden sie wahrscheinlich noch viel mehr zulegen.

PCM erlaubt die Adressierung einzelner Bytes, zumindest in der Version für NVDIMM. Dadurch werden kleine Transaktionen möglich und dies ist ein erheblicher Vorteil gegenüber einem Blockzugriff.

Abgesehen vom Geschwindigkeitsvorteil ist PCM auch robuster als Flash. Die Anzahl der täglichen Schreibvorgänge ist kein Problem. Es gibt Diskussionen, dass der Funktionsumfang und die Kapazität von PCM besser als Flash sind, aber der Teufel steckt in den Details. Die ersten PCM-Produkte werden die Kapazität von 3D-NAND Laufwerken wohl nicht erreichen.

3D-NAND kommt gerade in Gang und wir können mit dramatischen Preissenkungen rechnen. Dies wird den Druck auf die neuen PCM-Produkte erhöhen. Auch die Kapazität von 3D-NAND macht große Fortschritte und für 2018 sind 2,5 Zoll Laufwerke mit 100 TB angekündigt.

Die 3D-XPoint-Produkte müssen Byte adressierbar sein, um unter diesen Bedingungen wettbewerbsfähig zu sein. Intel spricht von einem Cluster-Modell mit Byte Adressierbarkeit für den gesamten 3D-XPoint-Speicher im Cluster mittels eines NVMe Fabric.         

Erstes NVMe Array verfügbar

Auch NVMe hat einen Meilenstein erreicht. E8 Storage hat das erste Array herausgebracht, das komplett mit NVMe Laufwerken bestückt ist. Im Juni 2017 wurde das erste System in EMEA verkauft. Es gibt zwei Ausführungen, das Modell E8-S24 für leseintensive Anwendungen und E8-D24 für schreibintensive.

Dies ist das erste zentralisierte NVMe Array für Hochverfügbarkeit auf Standard-Storage-Hardware. Besonders geeignet ist das Array für SQL- und NoSQL-Datenbanken. Es nutzt 24 Standard 2,5 Zoll NVMe SSDs. Allein die SSDs kosten 100.000 Dollar, das sind 80 bis 90 Prozent der Gesamtkosten.

Laut Firmenangaben ist das System zehnmal bis 40-mal schneller als All-Flash Arrays. Mit jedem Motherboard kann ein Hot-Swap gemacht werden. Bis zu 96 Server können angeschlossen werden. Das Array ist ausgelegt für Hochverfügbarkeit und 100 GbE Ethernet und den TOR Switch.

Zivan Ori, CEO von E8 Storage, erklärt: „Das Array ist zuverlässig und skalierbar, ein klassisches Just a Bunch of Flash (JBUF). Unser geistiges Eigentum liegt in der Software, die Hardware basiert auf Standard-Komponenten. Wir sind als erster am Markt. Es gibt erhebliche Leistungsvorteile. Über 10 Millionen IOPs sind möglich, das sind echte Zahlen.“

Profitieren will Ori von der Entscheidung von Dell EMC, das DSSD Angebot vom Markt zu nehmen: „DSSD hatte ein unrealistisches Geschäftsmodell und XtremIo hat nur durch Kannibalisierung der eigenen Systeme überlebt. Die DSSD Kunden sind jetzt unsere natürliche Zielgruppe.“

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Artikel wurde zuletzt im Juli 2017 aktualisiert

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