Развитие накопителей

У нас в планах есть рассказ о перспективных и интересных накопителях будущего, поэтому краткий обзор и немного систематизации будут полезны. Системы хранения — это отдельная область, которая вторична относительно носителей, поэтому её сейчас затрагивать не будем. Сильно в прошлое тоже нет необходимости, обойдемся SATA/SAS временами, новейшей историей, ближайшим будущим и красивыми картинками с цифрами :)

Еще во времена IDE дисков была необходимость в недорогом, пусть и медленном, хранилище большого объема. Для этого изобретались бэкплейны с буферизацией для поддержки горячей замены и прочие костыли для работы с интерфейсом, который не был для этого предназначен. Переход на SATA сильно облегчил жизнь всем — компактный разъем типа golden finger вместо ужасного игольчатого, поддержка горячей замены заложена в стандарте, упрощение кабельного хозяйства, всех преимуществ не счесть.

^[1]
SATA

Чуть позже появился стандарт SAS, который отменил деление на SCSI/SATA и унифицировал в едином разъеме подключение всех дисков.

^[2]
Универсальный разъем SAS

Достаточно долгое время массово использовались обычные SATA диски, деления на десктопные и корпоративные серии еще не существовало. В отличие от SCSI дисков, SATA были рассчитаны на работу одной штуки в системе и совместимость с RAID контроллерами оставляла желать лучшего. Производители контроллеров вынуждены были составлять многостраничные списки совместимости с дисками, которые устаревали с выходом новых прошивок. Наше производство тоже тратило массу усилий.

SAS диски этих недостатков были лишены, но стоили (и стоят) заметно дороже за гигабайт емкости.

^[3]
SAS 15K

Производительность также радикально различалась (картинка взята из нашей статьи SAS vs
SATA):

^[2]
Тест файл-сервера

Жизнь упростилась, когда были выпущены первые корпоративные диски. Поначалу они отличались только прошивкой и было возможно перешить «десктопные» диски, но и это уже было немало — проблем совместимости стало на порядок меньше. Сейчас корпоративные серии отличаются от обычных не только прошивкой, но и элементной базой. Более надежные двигатели, подшипники, приводы головок, все это существенно влияет на надежность и стабильность работы накопителя.

На что это повлияло?

Виброустойчивость сильно влияет на производительность диска:

^[4]

Кстати, вот и живая демонстрация эффекта:

Уровень невосстанавливаемых ошибок влияет на надежность работы в массивах. Не углубляясь в математику, диск на 4000ГБ содержит 8/25 * 1014 бит. Перестроение RAID
5 из 5 дисков означает передачу 40/25 * 1014 бит — при использовании обычных дисков такая ошибка практически всегда возникнет, а это развал массива и потеря данных. Корпоративные диски снижают этот шанс на порядок, mission critical — на два.

Одновременно начали распространяться SAS диски в формате 2.5". В формате 3.5" SAS диски остались только со скоростью шпинделя в 15К оборотов, а 2.5" опять принес деление на 10/15К. Развитие 3.5" линеек было решено прекратить, поэтому их производительность с давних пор не изменилась. В силу развития технологий, 2.5" 15К диски превосходят старые 3.5" 15К, немного тестов тут: www.etegro.ru/articles/sff-compare ^[5]

^[6]
SAS SFF 2.5 дюйма

В то же время подросла производительность и SATA дисков плюс появились диски типа NL SAS, 7.2К с другим интерфейсом. Вроде мелочь, но вместе с этим появилось и много функций, непосредственно влияющих на производительность.

^[7]
Разница

Результаты производительности современных дисков:

^[8]
Доступ со случайной адресацией

Как видно, «простая» смена интерфейса дала рост производительности до 20%. Это не считая нормальной работы в СХД, которые избавились от интерпозеров с их добавленными глюками.

Выводы по дискам с вращающимся носителем за многие годы не поменялись, SAS диски ориентированы на задачи чувствительные к скорости и требующие многопоточного доступа:

• СУБД;
• высоконагруженные WEB-серверы;
• ERP-системы;
• системы для работы с большим количеством пользователей — терминальные серверы, серверы удаленного доступа.

SATA диски требуются для задач связанных с большими объемами информации. Из распространенных задач успешно решаемыми SATA-дисками можно выделить следующие:

• потоковые операции, например, кодирование видео;
• хранилища данных;
• системы резервного копирования;
• объемные, но не нагруженные файл-серверы.

В следующем материале поднимем тему SSD, их подвидов и непривычных представителей семейства.

Автор: ETegro_Technologies

Источник ^[9]