Formaty dysków SSD

Od ilości dostępnych formatów dysków SSD może rozboleć głowa. Coraz więcej standardów stawia użytkowników przed problemem wyboru. Jako serwerownia operujemy w coraz większej ilości formatów, co niestety podnosi koszty dla końcowych klientów. Praktyka producentów nośników wypuszczających co roku nowe, udoskonalone wersje poprzednich modeli wymusza na działach IT konieczność coraz dokładniejszego śledzenia trendów na rynku formatów dysków SSD.

Przyczyny aktualnych zmian w formatach dysków SSD:

Miniaturyzacja

3 PB danych w 1U jest już w roadmapie produktowej. Przestrzeń, która obecnie zajmuje szafy, będzie dostępna już niedługo w dużo bardziej skompresowanych wymiarach fizycznych. Nie da się tego osiągnąć bez wprowadzania nowych formatów nośników, dających się lepiej upakować w szafie RACK, a kiedy raz zaczęliśmy odchodzić od działających do 20 lat dysków SATA i SAS (2,5’’, 3,5’’), okazało się że nowych formatów jest bardzo wiele.

Przyspieszenie działania

SATA pozwala na 70k IOPS, SAS na 170k IOPS, dyski SSD oparte na PCIe 3.0 x8 na 1,5mln IOPS, nośniki umieszczane w slotach pamięci na 3 mln IOPS. Każdy kolejny interfejs zapewnia zmniejszenie czasów odpowiedzi. Postęp jest tutaj bardzo widoczny.

Koszty

Niektóre formaty dysków SSD są lub potencjalnie mogą być tańsze. Licencje, prostota budowy, mniejsza ilość pamięci RAM na nośniku, prostszy kontroler – producenci dopiero rozpoczęli optymalizację. Zwykle o różnicy ceny pomiędzy różnymi standardami nie decydują kości użyte w konkretnym rozwiązaniu (są one identyczne), a interfejs, odporność na zapisy (określona przez DRPD), kontroler, czy wbudowany w dysk cache.

Zestawienie formatów fizycznych dysków SSD

SATA SSD 2,5 cala

Pierwszy i standardowy format dysków SSD. W momencie wprowadzania wady tego zastosowania nie były oczywiste, ale obecnie są aż za dobrze widoczne. Obecnie traci rolę podstawowego nośnika, na jakim są sprzedawane dyski SSD.

SAS SSD 2,5 cala

Dyski SAS były standardem dla lepszych dysków przez 20 lat. SAS SSD, o ile bardzo niedocenione w polskich serwerowniach na świecie odpowiadają za ponad 10% wszystkich dysków. Większa kolejka, współpraca ze sprzętowymi kontrolerami, o kilkanaście dolarów droższe niż odpowiedniki SATA. Jeżeli masz kontroler RAID, nie ma powodu, żeby nie wybrać dysków SAS.

NVME HHHL, FHFL itp.

Karty montowane bezpośrednio w szynę PCIe. Tutaj zaczynają się pierwsze, bardzo prozaiczne, problemy przy wyborze dysków do serwera: jaki dysk nam się zmieści do obudowy, jaki dysk będziemy w stanie wychłodzić. Niby proste, ale produkcyjnie prowadzące do kosztownych pomyłek. Tego typu dyski w formie kart rozszerzeń są dla użytkownika bardzo proste w konstrukcji i zrozumiałe w działaniu. Na rynku dostępnych jest bardzo wiele modeli dostosowanych do określonych scenariuszy: Przewaga zapisów nad odczytami, tylko odczyty, niskie DRPD, wysokie DRPD.

Dysk U2 SSD

Jeden z ciekawszych standardów mający razem „wszystko”. Pojedyncze gniazdo U2 to połączenie SATA, SAS, NVMe w jednym slocie HOT-SWAP na froncie obudowy. W zamyśle jedno miejsce do wszystkiego. Niestety ze względu na dużą elastyczność drogie (backplane SAS + okablowanie do NVMe) i generujące masę ciepła na froncie obudowy. W aktualnej generacji serwerów pojawia się ono w 5% konstrukcji i w ciągu najbliższego roku okaże się, w jakim stopniu rynek wdroży to rozwiązanie.

M.2

13 standardów wielkości (sic!). Niby każdy jest taki sam, ale montażowo to przepaść. Standard doskonale znany z laptopów, gdzie od kilku lat jest dominującym wyborem. Coraz częściej pojawia się w płytach serwerowych, gdzie wypiera SATA DOM, tanie dyski SATA używane do bootowania systemu lub jako dysk na cache. Ze względu na bardzo dobrą ekonomikę oraz oszczędność miejsca jest to jeden z systemów, które w przyszłości będą coraz częściej obecne w tanich serwerach.

Intel Ruler i inne linijki

Formaty linijkowe dopiero pojawiają się w serwerowniach. Jeżeli wierzyć marketingowi, tak będzie wyglądać przyszłość. Pierwszym produktem tego typu jest dysk Intela – 25 linijek z dyskami SSD montowanych od frontu obudowy. Logika dysku nie jest bardzo różna od dysku w formacie M.2, a proponowany standard branżowy (inny niż dyski Intela) prawdopodobnie będzie nosił nazwę M.3. Jest to pierwszy format, który pozwala na gęste upakowanie dysków SSD w obudowie serwera i jako pierwszy zrywa z logikami wypracowanymi w czasach dysków SSD. Osiągi pojedynczego dysku są równe dyskom NVMe, ale ze względu na ograniczenia PCIe nie ma możliwości pełnego ich wykorzystania w systemie. Tego typu rozwiązania w przyszłości zmniejszą ilość fizycznego miejsca potrzebnego na dane o rzędy wielkości.

Mutacje – 1,8’’ SATA i SAS, 1,3’’ SATA

Na rynku wielu producentów zaczęło udostępniać własne formaty fizyczne bazujące na interfejsach SATA i SAS. Pozwalają one na zwiększenie gęstości (można np. zmieścić dwa dyski HS w miejsce na napęd CD). Jednak jako zamknięte standardy pozostaną one raczej niszowymi produktami.

Jakie rozwiązania wybierają nasi Klienci?

Technologia się zmienia, ale podejście do zakupu niekoniecznie – klienci nadal wybierają to, co jest najkorzystniejsze cenowo. Z racji tego, że różnica pomiędzy klasycznym SSD, a dyskiem wykorzystującym protokół NVMe zaczyna się równać, dołożenie tych kilkunastu złotych miesięcznie kosztem dużego skoku wydajności jest coraz bardziej popularne. Dodatkowym argumentem jest jeszcze mniejsza awaryjność dysków NVMe w stosunku do swoich poprzedników. – mówi Karol Olszewski, kierujący wdrożeniami związanymi z serwerami dedykowanymi. 

Jak będzie wyglądać rynek za 2 lata

Widać początki segmentacji rynku zależnie od przyjętej architektury w skali całej serwerowni. W chmurach powoli zaczną dominować dyski NVMe zamontowane bezpośrednio w slocie PCIe na płycie. W zastosowaniach wymagających sprzętowego RAID dyski SATA będą zastępowane dyskami SAS lub U.2 SSD. W tanich budżetowych serwerach SATA będzie wypierana przez dyski w formacie M.2. Formaty linijkowe zaczną powoli pojawiać się w storage obiektowym na potrzeby chmur oraz w specyficznych zastosowaniach.

Jak storage będzie wyglądać za 10 lat

Prawdopodobnie inaczej, niż się spodziewamy. Czeka nas rewolucja i powrót do korzeni informatyki. RAM i Storego z powrotem zostaną scalone w jedną część (Unified Memory). Obok w roli dzisiejszych taśm będą występować nowe, gigantyczne dyski magnetyczne. Taka rewolucja wprowadzi nowe formaty – i nowe rodzaje myślenia.