MEGJEGYZÉS: Ezt a blogot 2018. szeptember 26-án frissítette Earle Philhower III, hogy tükrözze a Western Digital SSD-technológiájának legújabb fejlesztéseit.
Ez a második bejegyzésem a “Sebességek, tápok és igények” blogsorozatban, amelynek célja, hogy mindenki számára érthetően magyarázza el a vállalati tárolás technikai jellegű elemeit. Az első bejegyzésem a késleltetés szerepét tárgyalta a tárolási architektúrákban. Ebben a bejegyzésben az SSD-állóképességről beszélek, és arról, hogy ez hogyan befolyásolja az SSD kiválasztását, valamint adok néhány ökölszabályt a helyes választáshoz.
A megfelelő SSD kiválasztása nem könnyű
Valószínűleg Ön is nézett már meg egy SSD adatlapot, és egy kicsit el volt havazva. A megfelelő SSD kiválasztása végül is bonyolult folyamat. Ki kell választania a megfelelő formafaktort, hogy a meghajtó beférjen a kiszolgálójába. Három fő, egymással nem kompatibilis interfész (SATA,SAS vagy NVMe™) közül kell választania. Természetesen a megfelelő kapacitást is ki kell választania, a 100 gigabájttól a többszörös terabájtig bárhol. Ez minden, amit tennie kell, igaz? Tévedés.
Van még egy választás, amit meg kell hoznia, és ez egy olyan választás, amit eddig talán nem kellett megtennie: az SSD tartóssági szintje. Az SSD-állóképesség az a teljes adatmennyiség, amelyet egy SSD garantáltan képes írni a garancia alatt, gyakran “TBW” vagy “DWPD” értékben adják meg (amit kicsit később tárgyalunk). Az SSD-állóképesség fizikája bonyolult, de az eredmények egyszerűek: Az SSD-k elhasználódnak, ahogy írunk rájuk. Ha nem a megfelelő SSD-állóképességet választja, a végén a meghajtót idő előtt lecseréli, vagy túlfizet a szükségesnél nagyobb állóképességű meghajtóért.
Not All Flash Is Created Equal
Az SSD-k állóképessége korlátozott, mivel az SSD-ket működtető NAND flash-nek véges számú “program/erase” (P/E) ciklusa van, mielőtt nem használható tovább. Ezek a ciklusok mindig akkor következnek be, amikor a meglévő adatokat felül kell írni egy flash-cellában. Ahogy az iparág átáll a többszintű cellás (MLC) SSD-kről a háromszintű cellás (TLC) SSD-kre, amelyek cellánként 3 bitet tárolnak, a rendelkezésre álló P/E ciklusok száma csökken. Ez a ciklusok csökkenése nyilvánvalóan rossz hatással van a tartósságra.
Hibajavítás, túligénylés és firmware
Szerencsére az SSD-k tartósságát nem csak a P/E-ciklushatárok határozzák meg. A gyártó által a NAND köré helyezett technológia is megváltoztathatja a tartósságot, jobbra vagy rosszabbra. A Western Digital három fő technológiával javítja az SSD-k tartósságát: a hibajavítással, a túltelítéssel és a firmware-rel.
A fejlett hibajavítási technikák, például a HGST CellCare™ NAND-kezelési technológiája vagy a SanDisk® Guardian Technology™ segíthet az adatok visszanyerésében még a marginális flashcellákból is, és jelentősen meghosszabbíthatja a NAND-cella hasznos élettartamát.
A túltelítés további flashkapacitást ad az SSD-nek. Ez a további flash nem látható a felhasználó számára, de a meghajtó számára látható, és a hatékonyabb adatkezelés lehetővé tételével a tartósság növelésére szolgál.
Végezetül, az SSD-n futó program, a firmware intelligens módon képes kezelni az SSD-ben lévő flash-t. Minél több tapasztalata van egy vállalatnak a végfelhasználói munkaterhelésekkel és magával a flashzel kapcsolatban (a SanDisk, a Western Digital márkája több mint harmincéves múlttal rendelkezik ezen a területen!), annál több intelligenciát tud beágyazni ebbe a firmware-be a tartósság maximalizálása érdekében.
Az SSD tartóssági egyenlet
Az SSD tartósságát általában a Drive Writes Per Day (DWPD) értékével írják le egy bizonyos garanciális időszak (általában 3 vagy 5 év) alatt. Más szóval, ha egy 1 TB-os SSD-t 1 DWPD-re specifikáltak, akkor az a garanciaidőszak alatt 1 TB naponta ráírt adatot bír el. Alternatívaként, ha egy 1 TB-os SSD-t 10 DWPD-re specifikáltak, akkor a garanciális időszak alatt 10 TB naponta ráírt adatot bír el.
Az SSD írási élettartamára használt másik mérőszám a Terabyte Written (TBW), amely azt írja le, hogy mennyi adat írható az SSD-re a meghajtó élettartama alatt.
A TBW és a DWPD közötti átváltás egyszerű:
DWPD to TBW: TBW = Kapacitás(TB) * DWPD * 365 * Garancia(év)
TBW to DWPD:
“1 DWPD” nem egyenlő “1 DWPD”
A felhasználók gyakran esnek csapdába az SSD-adatlapok megtekintésekor, amikor azt feltételezik, hogy az “1 DWPD” az egyik meghajtón ugyanazt jelenti, mint az “1 DWPD” egy másik meghajtón. Ha az SSD-k különböző kapacitásúak, a rájuk írható teljes adatmennyiség drámaian eltérő lehet. Vegyük egy 15 TB-os, “1 DWPD” SSD és egy 1 TB-os, “1 DWPD” SSD esetét, mindkettő 5 év garanciával.
TBW(15TB) = 15TB * 1 DWPD * 365 nap/év * 5 év = 27,375 TBW
TBW(1TB) = 1TB * 1 DWPD * 365 nap/év * 5 év = 1,825 TBW
Mi történik, ha rosszul választja meg az SSD kitartását
A túl nagy kitartású SSD kiválasztása gyakran megnöveli a kezdeti költségeket. Bizonyos esetekben azonban egy magasabb állóképességű SSD nagyobb írási teljesítményt nyújthat, mint egy alacsonyabb állóképességű SSD. Ha tehát az alkalmazás kihasználhatja a további SSD-teljesítményt, érdemes megfontolni egy magasabb állóképességű modell kiválasztását.
A túl alacsony állóképességi követelmény kiválasztása azonban hosszú távon növelheti a költségeket és a problémákat. Ahogy az összes írt adat mennyisége meghaladja a garanciális tartósságot, úgy nő az adatvesztés és az SSD meghibásodásának lehetősége. A meghibásodott meghajtók cseréjével vagy az elveszett adatok kezelésével járó költségek és frusztráció gyorsan összeadódhatnak.
A helyes beállítás
Ha tudja, hogy az alkalmazás mennyi adatot fog írni, a tartóssági szint kiválasztása egyszerű: Határozza meg a naponta írt átlagos adatmennyiséget, szorozza meg a kiszolgáló üzemben töltött napjainak számával, majd ezt a számot használja alsó korlátként a kitartási határértékhez. Ez az átlagos szám egy alsó határérték, mivel a váratlan növekedésre célszerű tartalékot adni.
The SSD Endurance Cheat Sheet
Ha a munkaterhelési mérések nem állnak rendelkezésre, van néhány ökölszabály, amely helyettük használható. Az alábbi táblázat a Top Considerations for Enterprise SSDs című kiadványból átvett felhasználási esetek listáját és a DWPD általánosított tartományát tartalmazza.
Mivel ezek csak ökölszabályok (az ügyfeleinkkel és a termékcsapatokkal folytatott beszélgetésekből), egyszerűen útmutatóként kell használni őket, hogy az SSD kiválasztásakor a saját alkalmazásához a forgalmazóval való beszélgetés megkezdődjön.
| Használati eset | Megnevezés | Kb. DWPD |
| Boot Drive | Server boot meghajtó. Csak időszakosan frissül. Naplók és minden állandó adat máshol tárolva. | 0.1 ~ 1.0 |
| Content Distribution | A CDN frontendek gyorsítása. Népszerűségtől függően migrált média. | 0.5 ~ 2.0 |
| Surveillance | Streaming írások több kamerából, folyamatos működés, a meghajtó időszakos felülírása. | Kamerák * BW |
| Virtualizáció és konténerek | Tier-0 tárolás konténerek és VM-ek számára egy hiperkonvergens rendszerben. Az SSD-k biztosítják az összes helyi tárolót a fürt számára. | 1.0 ~ 3.0 |
| OLTP adatbázis | Adatintenzív munkaterhelések. Az adatbázis naplók és adatfájlok gyakori frissítése, gyakran másodpercenként több ezer alkalommal. | 3.0+ |
| Nagy teljesítményű gyorsítótárazás | A helyi merevlemezek gyorsítása. A lehető legnagyobb írási munkaterhelések némelyike. | 3.0++ |
A megfelelő SSD kiválasztása az alkalmazáshoz megköveteli a megfelelő tartósság kiválasztását, különösen a mai újabb flash technológiák esetében. Ha időt szán az adatlapok és a munkaterhelések vizsgálatára, hogy kiválassza az SSD megfelelő tartósságát, akkor maximalizálja az élettartamát, és minimalizálja a beszerzési és üzemeltetési költségeket.
További olvasmányok
- Tech Brief: SSD Endurance matching to Common Enterprise Applications
- White Paper: Matching SSD Endurance to Common Enterprise Applications
- White Paper:
- Blog: Top Considerations for Enterprise SSDs
- Blog: Top Considerations for Enterprise SSDs
- Blog: