Hybride Flash-Arrays von den sechs großen Herstellern

Die großen Speicherhersteller haben auf die Flash-Revolution reagiert und hauptsächlich Flash-Module in ihre bestehenden Arrays integriert.

All-Flash-Arrays, und besonders jene von einigen Start-ups, sind die großen Stars der Flash-Revolution gewesen. Mit ihren Architekturen, die von Grund auf für Flash konzipiert sind, sind sie im Zeitalter des virtualisierten Rechenzentrums Vorreiter für schnellen Speicher mit Solid-State Disks (SSDs).

Aber obwohl bereits vier bis fünf Jahre seit dem Beginn der Flash-Epoche vergangen sind, haben die meisten Kunden noch immer keine All-Flash-Arrays installiert. Stattdessen haben sie sich dafür entschieden, ihre bestehenden Systeme in Richtung hybride Flash-Arrays zu erweitern.

All-Flash-Arrays bieten oft eine geradezu explodierende Performance – bis hin zu einer Million Input/Output-Prozesse per Sekunde (IOPS) und darüber hinaus –, aber man bekommt sie nur mit einem saftigen Preisaufschlag im Vergleich zu traditionellen Speichersystemen. Und damit befinden sie sich jenseits der Reichweite der meisten Unternehmen, außer jenen besonders Performance-hungrigen und finanziell gut betuchten. Um solche Ausgaben für All-Flash zu rechtfertigen, braucht es schon so etwas wie eine extrem geschäftskritische Applikation, bei der Geld keine Rolle spielt.

Zusätzlich muss man beachten, dass die meisten All-Flash-Arrays wahrscheinlich als Standalone-Subsysteme enden, da sie nicht in der Lage sind, nahtlos mit bestehender Speicher-Hardware zusammenzuarbeiten. Es ist auch unwahrscheinlich, dass sie über fortgeschrittene Storage-Features wie Replikation und Snapshots verfügen werden, die mit vorhandenen Arrays anderer Hersteller kooperieren können.

Nicht zuletzt aufgrund dieser Situation haben sich viele Kunden entschieden, Flash in existierende Systeme einzubauen. Dies hat den Vorteil, an der Investition in funktionierende Arrays festzuhalten, während man zugleich von den Leistungen der Flash-Technologie profitiert.

Sicher wird dieses Vorgehen in der Regel nicht zu super-schneller Performance führen, aber es kann immerhin Storage mit niedrigen Latenzen für bestimmte Schlüssel-Applikationen zur Verfügung stellen. Oft wird dies durch automatisiertes Storage-Tiering umgesetzt, mit dem die am meisten gebrauchten Daten auf eine Flash-Ebene dirigiert werden, die nur einen kleinen Anteil an der gesamten Kapazität ausmacht.

Auf der anderen Seite können auch ganze Volumes mit Flash verbunden werden, um Performance-hungrige Anwendungen zu unterstützen, die prinzipiell auf die niedrigen Latenzzeiten von Flash angewiesen sind – egal, ob ihre Daten „hot“ oder „nicht hot“ sind. All das wird auch in der unmittelbaren Zukunft so bleiben: Flash in einer hybriden Umgebung bleibt das vorherrschende Hilfsmittel, wie Unternehmen Solid-State Disks einsetzen werden.

Im Folgenden werfen wir einen detaillierten Blick auf die Produkte, die von den größten sechs Speicherherstellern für Storage Area Networks (SANs) angeboten werden. Die meisten von ihnen begnügen sich im Moment damit, Flash Drives als Teil der Speicherkapazität – oder manchmal auch als Komplettlösung – anzubieten, ohne Verbesserungen am System selbst vorzunehmen, die die Prozessgeschwindigkeit oder den Backplane-Traffic für die SSDs unterstützen würden. Andere Hersteller haben dagegen die Controller-Hardware mehr an die Anforderungen von Flash angepasst, wie zum Beispiel EMC, HDS oder HP.

EMC

Die Enterprise-Produktfamilie SAN VMAX und die Midrange- bis Einstiegs-VNX-Arrays von EMC lassen sich alle bis zu 100 Prozent mit Flash Drives konfigurieren.

Die VNX-Arrays profitierten von einem Upgrade der Controller-Software Ende 2013, mit dem man nun Vorteile der Multi-Core-CPUs 5600 von Intel nutzen kann. Außerdem kommt man in den Genuss einer optimierten Array-Hardware für Flash-Storage, wenn man die neuesten Gen3-PCIe-Karten im Controller einsetzt.

Das frühere VNX-Betriebssystem „Flare“ war nicht für Multi-Core-CPUs geeignet und litt unter Bottlenecks, wenn man Flash Drives verwendete. Es wurde neu geschrieben, um Workloads auf die bis zu 32 Cores in den Xeon-Prozessoren zu verteilen und erhielt den Namen „MCx“.

Während alle VNX-Arrays mit dem MCx-Upgrade für den Flash-Einsatz optimiert sind und komplett mit Flash ausgerüstet werden können, verkauft EMC unter dem Markennamen „VNX-F“ jetzt auch ein All-Flash-Array, das man bis zu 400 Terabyte Kapazität aufrüsten kann. EMC reklamiert für sich, dass das VNX7600-F bis 500,800 IOPS (mit 8K Bitgröße) leisten kann.

NetApp

NetApp hat vor einiger Zeit einige seiner FAS-Filer-Produktlinien auslaufen lassen und sie durch Produkte ersetzt, die es als Hybrid- oder All-Flash-Varianten gibt. Im besonderen hat man angekündigt, die FAS2000-, FAS3000- und FAS6000-Produktfamilien zu beenden und sie mit den FAS8000- und FAS2500-Serien zu ersetzen.

Alle von ihnen werden mit „Flash Pool“ ausgeliefert, was ein paar Terabyte an Auto-tiered Cache bedeutet, der durch das Betriebssystem Data ONTAP verwaltet wird. Die 2014 vorgestellten FAS2500-Filer verfügen dagegen über die Option, dass mehr als 50 Prozent der Laufwerke aus Flash bestehen können.

Die FAS8080EX und die FAS2520 können in einer All-Flash-Variante ausgeliefert werden. Aber die anderen Arrays der FAS2500-Serie sind in ihrem Flash-Anteil begrenzt – wobei das Flash-Maximum 96 von insgesamt 144 Drives erreichen kann.

Die älteren FAS8000 können nur ein paar Terabyte an Flash in die Arrays aufnehmen, die insgesamt nur bis in den einstelligen Petabyte-Bereich skalieren. Die Arrays der E-Serie von NetApp bieten mit dem EF550 ein All-Flash-Gerät an, verzeichnen aber in ihren technischen Angaben sonst keine Flash-Details.

Dell

Das Dell Compellent SC4020 verbindet Fibre-Channel- und iSCSI-Zugänge. Es wird als Hybrid-oder als All-Flash-Variante mit MLC- oder SLC-Drives angeboten, aber auch mit SCSI(SAS)-Festplatten mit bis zu 15.000 Umdrehungen per Minute (rpm). Die Basis-Unit kann 24 Laufwerke aufnehmen, wobei das System mit zusätzlichen Platteneinschüben auf bis zu 120 Laufwerke erweitert werden kann. Die Kapazität kann bis zu 500 Terabyte umfassen, während die Performance an rund 120.000 IOPS heranreicht – laut Hersteller mit Latenzzeiten „unter einer Millisekunde“.

Dell stellt ferner die Flash-optimierte Lösung Dell Compellent SC220 her, die aus einem zusätzlichen Platteneinschub für seinen SC800-Controller besteht, der 400 Gigabyte oder 1,6 Terabyte MLC- oder SLC-Flash-Drives sowie eine rotierende SAS-Platte aufnehmen kann.

In der nur auf iSCSI ausgerichteten Produktreihe EqualLogic bietet Dell das PS6210XS an, das ein hybrides Flash-Modell mit bis zu 26 Terabyte ist und aus sieben 2,5 Zoll Flash Drives mit 800 Gigabyte und 17 SAS-Platten mit 10.000 rpm besteht.

Die PS6210-Produktfamilie wurde 2013 als Nachfolger der EqualLogic-Serie PS6110 eingeführt und bietet Eigenschaften wie CPU-Upgrades, erweitertes Memory, doppelt so viele 10Gps-Ports und eine neue Version des Controller-Betriebssystems.

Darüber verfügt Dell über einen Tiering-Mechanismus, der nicht nur Daten zwischen Flash-Medien und Festplatten verteilt, sondern sogar zwischen MLC- und SLC unterscheidet und entsprechend Daten ablegt.

HDS

Der HDS-Vorstoß in die Flash-Gefilde umfasst bisher das Modul „Hitachi Accelerated Flash Storage (HAFS)“, das für seine Enterprise-SAN-Umgebung Virtual Storage Platform (VSP) und die Hitachi-Unified-Storage-Arrays (HUS) gedacht ist. HAFS ist ein Controller mit individuell angepassten ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) und mit für MLC-Flash entwickelter Firmware.

HAFS gibt es in Modulen von zwei Höheneinheiten mit 2,5 Zoll 400 Gigabyte oder mit 800 Gigabyte MLC-Flash-Drives mit einer maximalen Kapazität von 19,2 Terabyte. Außerdem wird ein dichtgepacktes Array mit proprietären Flash-Drives von HDS (1,6 Terabyte oder 3,2 Terabyte) angeboten, die über eine gesamte MLC-Kapazität von bis zu 38 Terabyte verfügen.

Bis zu vier Flash-Einschübe finden in einem VSP-Array Platz. VSP kann HAFS auch als deutlich unterschiedene Speicherschicht (Tier) in dem Tool „Hitachi Dynamic Tiering“ einsetzen.

Hewlett-Packard

Hewlett-Packard bietet hybride Flash-Optionen in fast all seinen Storage-Produktlinien an – 3Par, StoreVirtual, MSA und XP.

Die für große Unternehmen geeigneten 3Par-Produkte von HP sind für hohe Kapazitäten und Cloud-Prozesse gebaut und bieten Features wie Mandantenfähigkeit und Data Tiering. Die 3Par-Linie ist nicht von Grund auf für Flash entwickelt worden, aber das 3Par-Betriebssystem und die Controller-ASIC des Herstellers besitzen flash-optimierte Funktionen, die zur Verschleißreduzierung beitragen und genügend Granularität für die Größe von Zellblöcken unter Flash-Bedingungen zur Verfügung stellen.

Die 3Par-Arrays schließen ein All-Flash-Array ein – das StoreServ 7450 –, und außerdem zwei Arrays – das 7000 und das 10000 –, die als hybride Flash-Arrays konfiguriert werden können.

Die beiden Varianten des StorServ 10000 können bis zu vier oder acht Controller-Knoten umfassen. Die Kapazitäten bewegen sich von 1,6 bis zu 3,2 Petabytes in 24 oder 48 Platteneinschüben. Es werden MLC- und eMLC-Drives (Enterprise MLC) verwendet, gemischt mit Fibre-Channel- oder SAS-Festplatten, bei Verbindungen von 8 Gbps oder 10 Gbps Ethernet mit den Hosts.

Die StorServ 7200 und 7400 sind unterhalb der 7450 All-Flash-Arrays angesiedelt. Sie verfügen über zwei (7200) oder zwei bis vier (7400) Controller-Knoten und können bis zu 240 oder 480 2,5-Zoll-Drives erweitert werden – bei Netzwerkverbindungen mit Fibre Channel oder Ethernet.

Die StoreVirtual-Familie von HP – die auf Internet-Protocol-Technologie (IP) aufsetzt, die 2008 von Lefthand Networks erworben wurde – besteht aus iSCSI-Produkten mit Block-Zugang. Das 4335, ein Produkt aus dieser Serie, kann neben SAS-Festplatten einen Anteil an Solid-States Drives (SSDs) integrieren und skaliert von 7,5 bis 240 Terabyte.

Die MSA-Produktfamilie, das Einstiegsangebot von HP für Fibre Channel und iSCSI, umfasst mit dem 2040 ein hybrides Array. Es kann bis zu 199 2,5 Zoll Flash Drives oder SAS-Platten beherbergen oder alternativ 99 Stück im 3,5-Zoll-Format. Die maximale Kapazität beträgt 384 Terabyte, die in zusätzlichen Platteneinschüben untergebracht wird.

Die High-End-Arrays XP – OEM-Hardware von HDS zusammen mit HP-Software – sind auf hunderte von Petabyte erweiterbar und verfügen neben Fibre Channel und iSCSI über die Mainframe-Netzverbindung Fibre Connection (Ficon). Auch die XP-Arrays reservieren einen Teil der Gesamtkapazität für Flash SSD, der neben einer rotierenden SAS-Festplatte untergebracht ist.

IBM

Die DS8000-Produktserie von Enterprise Arrays ist für Highend-Anwendungsfälle gedacht und konkurriert mit den VMAX-Arrays von EMC. Sie bietet All-Flash- und Hybrid-Flash-Varianten und skaliert auf Petabyte-Niveau mit Fibre-Channel- und Ficon-Verbindungen. Flash Drives können in der DS8870 neben einer rotierenden Festplatte oder in separaten Flash-Einschüben hinzugefügt werden.

XIV besteht aus einer Enterprise-fähigen Gruppe von Arrays, die IBM 2008 von einem israelischen Start-up gekauft hat. Sie wurde zur Unterstützung von Cloud-Umgebungen entwickelt und soll seit kurzem auch für Analytics-Prozesse einsetzbar sein.

XIV verfügt über eine parallel aufgebaute Hardware-Architektur mit mehreren Controller-Knoten: Während die Daten aus Gründen der Verfügbarkeit und Datensicherung auf schnellen Platten verteilt sind, sind für die Datenwiederherstellung ebenfalls schnelle Zugriffszeiten erfordert. XIV setzt iSCSI- und Fibre-Channel-Verbindungen ein und bietet einen kleinen Anteil für Flash-Caching pro Architekturmodul.

Die Storwize-Arrays V7000 von IBM benutzen Fibre Channel und iSCSI in einer Unified Architecture, die auch NAS-Funktionen unterstützt. Sie skalieren in einer Cluster-Umgebung auf bis zu 1.056 Laufwerke und können ebenfalls Flash-Laufwerke neben SAS- oder Nearline-SAS-Platten unterbringen.

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Artikel wurde zuletzt im Mai 2015 aktualisiert

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