Dieser Artikel ist Teil unseres Guides: Flash Storage beschleunigt das Rechenzentrum

Preis-Leistungs-Vergleich: Flash vs. Festplatte

Noch sind die Preise von Flash-Storage und Festplatten keineswegs gleich. Je nach Performance und Kapazität gibt es größere Unterschiede.

Fast jeder Hersteller von All-Flash-Geräten hat bisher behauptet, dass die Preise für Flash-Storage auf das Niveau von Disk-basierten Arrays gesunken sind. Diese Aussage steht allerdings in glattem Widerspruch zu der Tatsache, dass auf einer Pro-Gigabyte-Basis Festplatten (HDDs) noch immer viel billiger sind. Sind diese Aussagen über eine Preisgleichheit zwischen Flash und Disk legitim, und auf was stützen sich gegebenenfalls diese Berechnungen?

Performance von Flash vs. Festplatten

Man muss sich zunächst darüber im klaren sein, dass die Hersteller von All-Flash-Arrays bei ihrer beanspruchten Preisgleichheit nicht von Festplatten-Arrays mit hohen Kapazitäten und geringer Performance, sondern eher von solchen mit hoch performanten Platten-Arrays ausgehen. Diese Geräte benutzen in der Regel Platten mit viel geringeren Kapazitäten, weil sie es auf die Menge der Disks abgesehen haben, um vor allem die Performance- und erst danach die Kapazitätsanforderungen der unterstützten Anwendungen und Umgebungen zu erfüllen. Hinzu kommt, dass auch die restlichen Komponenten dieser Systeme – im wesentlichen hochpreisige CPUs und Netzwerkgeräte – getunt sind, um hochperformante Umgebungen zu liefern. Im Ergebnis kann ein Disk-basiertes über zweimal so viele Drives wie ein All-Flash-System verfügen, liefert aber insgesamt weniger Performance und ist teurer als ein vergleichbares Flash-Array.

Außerdem ist zu berücksichtigen, dass die hohe Performance von Flash eine größere Packungsdichte von virtuellen Maschinen (VMs) erlaubt. Dies reduziert die Anzahl von physischen Servern, die man für eine bestimmte Menge von virtuellen Servern oder eine virtuelle Desktop-Umgebung anschaffen muss – die IT-Ausgaben sinken insgesamt. Flash erhöht ferner die Performance von Datenbanken. Auf der Basis von Flash-Speicher kann ein einziger Datenbank-Server hunderte, wenn nicht tausende von Usern unterstützen. Dies reduziert wiederum die Anzahl von Datenbank-Servern, die angeschafft werden müssen, und vereinfacht zudem das Datenbankdesign. Es ist einfacher, eine große Datenbank auf einem einzigen Server zu entwickeln und zu verwalten, als dies mit einer Datenbank zu tun, die über mehrere Server verstreut installiert ist.

Dateneffizienz

Ein anderer Teil der Berechnung von Flash-Storage-Preisen betrifft die weit verbreitete Anwendung von Technologien zur Effizienzsteigerung wie Deduplizierung und Komprimierung, die im Prinzip mehr Daten auf weniger Flash-Drives packen. Auch hier zahlt es sich wieder aus, dass Flash nicht auf zusätzliche Drives angewiesen ist, um Performance-Steigerungen zu erreichen. Über weniger Drives zu verfügen, spielt für ein All-Flash-Array in diesem Zusammenhang keine Rolle: Dank der gegebenen Performance eines All-Flash-Systems lässt sich Dateneffizienz durch die erwähnten Technologien und andere Tools ohne erwähnenswerte Nachteile verwirklichen.

Die Effektivität von Deduplizierung und Komprimierung hängt stark von dem gespeicherten Datentyp ab. Im allgemeinen werden Workloads von virtuellen Servern oder Desktops die besten Deduplizierungsraten erzielen – bis zu einer Ratio von 9:1. Datenbanken werden dagegen weit weniger von Komprimierung profitieren, in der Regel liegt die Erfolgsquote bei 3:1. Die Hersteller haben sich auf effektive Raten von 5:1 geeinigt, wobei sie von einer Balance zwischen Virtualisierung und Datenbanken auf dem gleichen System ausgehen.

Während es sicher einleuchtend ist, dass plattenbasierte Systeme Dateneffektivität erreichen können, gibt es auf der anderen Seite größere Bedenken bei der Umsetzung von Performance, weil hier – anders als bei Flash-Systemen – keine Leistungsreserven übrig sind. Das Problem besteht darin, dass gerade Deduplizierung eine ausführliche Meta-Tabellenstruktur erfordert, um die Identität von Daten sicherzustellen. Die Zeit, die man auf einem plattenbasierten System braucht, um diese Tabellenstruktur durchzuarbeiten, würde eine deutliche Performance-Einschränkung für produktive Anwendungen bedeuten.

Die klaren Auswirkungen von weniger physischen Geräten (SSDs versus HDDs) und die Kapazitätsgewinne, die sich durch Deduplizierung und Komprimierung ergeben, sorgen für ein Szenario, in dem All-Flash-Systeme nicht nur eine Preisgleichheit mit plattenbasierten Systemen erreicht haben, sondern in einigen Fällen sogar einen Preisvorteil. Und dies entspricht Einsparungen auf der Hardwareseite, die noch nicht einmal die Einsparungen bei der Software berücksichtigen, die die All-Flash-Technologie mit ihrem vereinfachten Speicherdesign und -Tuning mit sich bringt.

Falsche Vorstellungen von All-Flash

Gegenwärtig sagen einige Hersteller die baldige Zukunft von All-Flash-Rechenzentren voraus. Diese Prognose unterstellt, dass die Produzenten von Festplatten und Disk-basierten Speichersystemen im stillen Kämmerlein sitzen und ihre Innovationen einstellen werden. Während in der Tat ein paar Jahre vergingen, in denen die Kapazität pro Drive eine Pause einlegte, so sind diese Zeiten jedoch vorbei. Helium-Drives und neuen Formen magnetischer Aufzeichnung ist es zu verdanken, dass es wieder Fortschritte bei den Kapazitäten pro Drive gibt. Drives mit acht Terabytes erobern langsam die Rechenzentren, und solche mit zehn Terabytes werden bis Ende 2015 am Markt sein.

Hersteller von Storage-Systemen bieten neue Möglichkeiten für Drives mit hohen Kapazitäten für das Rechenzentrum an – besonders mit objektbasiertem Storage. Diese Systeme sind per Standard auf Scale-out angelegt und nutzen neue Technologien für den Datenschutz, um langwierige Wiederherstellungsverfahren für die Drives zu vermeiden. Sie verfügen außerdem über die Fähigkeit, eine unbegrenzte Anzahl von Objekten (Files) pro Volume zu speichern. Unter dem Kapazitätsgesichtspunkt können sie einen deutlich niedrigeren Preis pro Terabyte als Flash-Systeme erreichen, ohne dabei die oben beschriebenen Techniken zur Effektivitätssteigerung zu verwenden.

Diese Systeme werden für das Speichern von unstrukturierten Daten genutzt, den am schnellsten wachsenden Datentyp im Rechenzentrum. Nicht nur die Anwender erzeugen Files mit produktiven Büroapplikationen, sondern File-Daten entstehen auch bei Maschinen und Sensoren. Diese Daten besitzen eine extrem hohe Entstehungsrate und sie sind oft einzigartig (= nicht deduplizierbar). Es wird sehr schwierig, wenn nicht unmöglich sein, dass die Flash-Storage-Preise mit diesen Systemen gleich ziehen können.

Flash-Storage-Preise liegen in der Tat inzwischen gleichauf mit jenen von performanten, plattenbasierten Arrays, und dieser Teil der Speicherinfrastruktur wird wahrscheinlich in naher Zukunft von All-Flash dominiert werden. Aber Virtualisierungs- und Datenbankumgebungen werden langsamer als unstrukturierte Daten wachsen, die von plattenbasierten Systemen effizienter aufgenommen werden können.

Aus diesen Gründen werden die meisten Rechenzentren zweigleisig fahren: Zum einen werden sie einen Flash-Tier für virtuelle Infrastrukturen und Datenbanken haben, und zum anderen objektbasierte Plattensysteme mit hohen Kapazitäten zum Speichern von unstrukturierten Daten. Die Rechenzentren werden voraussichtlich nie in der Lage sein, alle Daten auf einem einzigen Speichersystem zu konsolidieren, aber die Zwei-Tier-Architektur ist die beste Verwendung von verfügbaren Technologien für zwei äußerst unterschiedliche Aufgaben.

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Artikel wurde zuletzt im Oktober 2015 aktualisiert

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