Жесткие диски HDD 10-15K скоро перестанут нас радовать, так как их механическое исполнение не позволяет противостоять способностям SSD в корпоративных приложениях. Понятно, что мгновенного исчезновения HDD не будет, но уже сейчас твердотельные SSD на флеш-памяти NAND захватили вершину пирамиды хранения корпоративных данных и постепенно продолжают свое наступательное шествие. Но нужно понимать, что для многих сегментов хранения приоритетной является цена, а не главный козырь SSD – производительность, кроме того, нельзя упускать из виду консервативность серверного рынка. Поэтому в корпоративном хранении есть место для различных носителей.
Недостатки HDD
Даже не стоит обсуждать, что SSD быстрее HDD, которые не смогут преодолеть задержки вращающихся магнитных поверхностей. Чтобы улучшить производительность работы с данными HDD используют разведение обращений по разным направлениям, прибегают к кэшированию запросов I/O средствами ОС и контроллеров, но все равно эффект получается недостаточным.
HDD отлично подходят для записи крупных файлов блоками по порядку, что обеспечивает минимум перемещения головок между дорожками, уменьшая задержки доступа к данным. Но когда диск заполняется, тяжелые файлы начинают писаться кусками в свободных секторах. В этом случае не помогает никакое улучшение алгоритмов, фрагментированные данные даются HDD очень нелегко.
Виртуализация ресурсов еще более ярко обрисовала проблему HDD, не умеющих предоставлять скоростной доступ к информации. Какие бы типы запросов не обрабатывались приложениями виртуальных машин, очереди к физическим дискам заполнены наборами из фрагментов информации, которые разбросаны по дискам.
Роли быстрых дисков
Когда предъявляются высокие требования к производительности при небольшом объеме данных, тогда SSD прогоняют скоростные SAS HDD – в серверах баз данных, в качестве кэш-пула разноуровневых систем хранения, под файлы подкачки, которые могут управляться RAID-контоллерами или ОС.
Для таких задач обычно не нужны значительные объемы хранения, достаточно нескольких сотен гигабайт. Конечно, HDD стоят дешевле и способны предоставить большую емкость, но стоит речи зайти о скорости, вперед вырываются SSD, и разница поистине огромна.
Другим немаловажным параметром является надежность, с которой считаются, несмотря на минимизацию рисков потерь информации в современных системах. Конечно, официальной статистики неполадок SSD и HDD никто не публикует, но опасения по поводу хранения в памяти NAND существуют. Хотя нередко это связано только с недостатком информации и нецелевым применением устройства. Разная природа записи приводит и к различному характеру сбоев. Так, для HDD редкость отказа электроники или механики, за потерю информации обычно ответственна деградация магнитной поверхности. Этот процесс не мгновенен, поэтому у пользователя есть шанс отреагировать. Также диски массива HDD не выходят из строя разом, только по одному. Привыкнув к таким неспешным сбоям, резкая реакция SSD с синхронным выходом из строя ячеек дисков массива представляется фатальной.
Особенности SSD
Устойчивость к перегрузкам и тряске, неиспользование механических частей, широкий температурный диапазон и малое энергопотребление делает SSD гораздо более перспективным в агрессивных условиях, чем HDD.
Но от физических составляющих никуда не уйти, транзисторы, динамическая и статическая память, конденсаторы управляются прошивками, и они чувствительны к отказам питания. Главной проблемой SSD является износ ячеек памяти NAND, то есть срок службы зависит не от времени, а от количества записей. Поэтому во время выбора SSD под серверы с высокой перезаписывающей нагрузкой и требовательностью к сохранности данных необходимо внимательно ознакамливаться со спецификацией и паспортными показателями. К примеру, массовые SSD лишены конденсаторной защиты динамической памяти контроллера от обесточивания. Постепенно производительность любых SSD падает, так как износ ячеек контроллеру больше работать для освобождения места для записи. Массовые SSD имеют минимальные запасы резервных ячеек, а в серверных эти резервы могут составлять более 30%. Прямое указание на продолжительность жизни есть в паспортном параметре Endurance, обозначающем объем данных, который SSD способен гарантированно перезаписать. Конечно, чем выше этот показатель, тем дороже стоимость диска.
Побочные эффекты
SATA SSD значительно меньше использует мощности, чем SAS HDD, а производительность обеспечивается значительно выше. А чем меньше накопителей используется для обеспечения требуемой производительности, тем устройство сервера проще. Необходимо меньше контроллеров и адаптеров, меньше места для расположения дисков, упрощается конструкция охладительных систем и дисковых корзин.
Дата-центры, использующие сотни HDD путем замены большей части на SSD могут значительно сэкономить место и снизить капитальные затраты на оборудование и расходы на охлаждение и питание. Но даже в условиях одного сервера более простого его устройства позволяет оптимизировать расходы. В случае постановке целей из запросов приложений стоимость SSD отходит на второй план.