IBM Flash Storage Storage Systems Data Protection & ... • N Series • N7000 • N6000 ... IBM...
Transcript of IBM Flash Storage Storage Systems Data Protection & ... • N Series • N7000 • N6000 ... IBM...
© 2012 IBM Corporation1
IBM Flash Storage новые дисковые технологии и продукты
Оптимизация хранения данных и повышение производительности на аппаратном уровне
Сергей Целиков
Специалист по системам хранения
данных
Сергей Целиков
Специалист по системам хранения
данных
• Storwize Family • V3700• V7000• V7000 Unified • V7000 Flex Node
Полный спектр решений и систем хранения данных
Enterprise Storage Systems
Data Protection & Retention
Entry / Mid-range Storage Systems
File Storage Systems
Efficiency “Enhancers”
• TS Family • TS7700• TS3000• TS2000• TS1000
• ProtecTIER Deduplication
• LTO5/LTO6 • LTFS• TSM for Virt. Env
• DS8000 Family • DS8800• DS8870
• XIV Family• XIV Gen2 • XIV Gen3
• Scale Out NAS (SONAS)
• N Series• N7000• N6000• N3000
• Real-Time Compression
• Easy Tier• SAN Volume
Controller (SVC)• Active Cloud
Engine• SmartCloud
Storage Access• SmartCloud VSC
Storage Management Software
Tivoli Storage Productivity Center
(TPC)
Tivoli Storage Manager (TSM)
FlashCopy Manager (FCM)
Достигнуто постоянными инвестициями и инновациямиДостигнуто постоянными инвестициями и инновациями
IBM Flash Storage
Что такое TMS?
300+ Customers
Более чем в 50 странах
300+ Customers
Более чем в 50 странахStrong IP BaseStrong IP BaseDeep ExpertiseDeep ExpertiseIBM Research IBM Research
Признанный лидер решений хранения данных на Флэш технологииПризнанный лидер решений хранения данных на Флэш технологии
ПризнаниеПризнание 34 года истории34 года истории 30+ патентов30+ патентов
История TMS
20122012
20112011
20102010
20092009
20082008
20072007
20062006
20052005
20042004
20032003
20022002
19971997
19901990
19781978
RamSan-710: 5 TB SLC Flash, 4 FC (8 Gb)/IB (QDR)
RamSan-70: 900 GB SLC Flash, PCIe x8 2.0RamSan-640: 8 TB SLC Flash, 10 FC (8 Gb)/IB (QDR)
RamSan-630: 10 TB SLC Flash, 10 FC (8 Gb)/IB (QDR)RamSan-620: 5 TB SLC Flash, 8 FC (4 Gb)
RamSan-20: 450 GB SLC Flash, PCIe x4
RamSan-440: 512 GB RAM, 8 FC (4 Gb)
RamSan-500: 2 TB SLC Flash, 64 GB RAM, 8 FC (4 Gb)
RamSan-400: 128 GB RAM, 8 FC (4 Gb), 4 IB (4x)
RamSan-320: 64 GB RAM, 8 FC (2 Gb)
RamSan-210/220: 32 GB RAM, 4 FC (2 Gb)
SAM-350/SAM-450: DSP system
SAM 500: DSP/SSD, 64 GB RAM, 15 FC (1 Gb)
SAM-2000: DSP system
Company founded by Holly Frost
RamSan-810: 10 TB eMLC Flash, 4 FC (8 Gb)/IB (QDR)
RamSan-820: 12-24 TB eMLC Flash, 4 FC (8 Gb)/IBRamSan-720: 5/10 TB SLC Flash, 4 FC (8 Gb)/IB
Заказная система для сейсмологииЗаказная система для сейсмологии
Заказные SSD для Gulf OilЗаказные SSD для Gulf Oil
Источник “Taking Enterprise Storage to Another Level: A Look at Flash Adoption
in the Enterprise”, Август 2012, IDC
Рынок СХД меняется…Рынок СХД меняется…
В IDC предсказывают рост рынка SSD СХД с текущих $1.7 миллиардов до $5.6 миллиардов к
2016 году
IDC предполагает, что количество продуктов на основе Flash в коммерческом секторе вырастет в 20 раз, и достигнет почти 3 EB(экзабайт) к
2016.
В IDC предсказывают рост рынка SSD СХД с текущих $1.7 миллиардов до $5.6 миллиардов к
2016 году
IDC предполагает, что количество продуктов на основе Flash в коммерческом секторе вырастет в 20 раз, и достигнет почти 3 EB(экзабайт) к
2016.
Почему?Почему?
Почему Флеш ……..Почему сейчас
За последние 10 лет:
• CPU: производительность выросла примерно 8-10x
• DRAM: производительность выросла примерно 7-9x
• Network: производительность выросла 100x
• Bus Speed: производительность выросла примерно 20x
• Disk speed: производительность выросла только 1.2x
Несбалансированность производительности
Сети – быстрые и полностью на твердотельных компонентах
Жесткий диск – механический и имеет задержку реакции на запрос к системе хранения. Причина - из-за вращения требуется время правильно позиционировать головки на дисках. Только после этого возможен доступ к данным.
Серверы имеют быстрые процессоры – в основном построены на твердотельных
компонентах (solid-state )
Серверы имеют быстрые процессоры – в основном построены на твердотельных
компонентах (solid-state )
150-200 µs Latency
задержка отклика
150-200 µs Latency
задержка отклика
Увеличение производительности без изменения приложений
Снижение времени обработки данных (batch processing) на 85%
Снижение времени обработки данных (batch processing) на 85%
Увеличение скорости обработки транзакций (снижение времени отклика на 90%)
Увеличение скорости обработки транзакций (снижение времени отклика на 90%)
Преимущества Флэш технологииПреимущества Флэш технологии
Экономия на электроэнергии
до 80%
Экономия на электроэнергии
до 80%
Экономия серверного пространства до 75%Храните петабайт в
одном шкафу, добавьте компрессию и получите
еще больше
Экономия серверного пространства до 75%Храните петабайт в
одном шкафу, добавьте компрессию и получите
еще больше
Надежность
Высокая доступност
ь, 2D Flash RAIDTM и Variable Stripe
RAIDTM
Надежность
Высокая доступност
ь, 2D Flash RAIDTM и Variable Stripe
RAIDTM
Приложения: делайте больше и быстрее!
Базы данных (Базы данных (OLTPOLTP))– Финансы, биллинг, торговля, мониторинг, ускорение запросов(DB2/Oracle), игры, и.т.д.
Аналитика Аналитика (OLAP)(OLAP)– Бизнес аналитика, отчетность, ERP приложения
ВиртуализацияВиртуализация– Консолидация инфраструктуры, Виртуальные рабочие места(VDI)
HPCHPC– Симуляция, моделирование, рендеринг, метаданные, видео по требованию, многопоточные задачи, и.т.д.
Облачная инфраструктураОблачная инфраструктура– Вычисления по требованию, предоставление услуг, кэширование, метаданные, файловые системы.
Преимущества Флеш технологии
Время
Обработка запроса I/O процессором на HDD
~100µs
~100µs
~5000 µs
CPU
Запрос I/O (~ 100 µs) Ожидание I/O (~ 5,000 µs)Обработка I/O (~ 100 µs)
Время обработки одного I/O запроса = 200 µs + 5,000 µs = 5,200 µs
CPU утилизация = Время ожидания/ Время обработки= 200 / 5,200 = ~4%
Запрос I/O (~ 100 µs) Ожидание I/O (~ 5,000 µs)Обработка I/O (~ 100 µs)
Время обработки одного I/O запроса = 200 µs + 5,000 µs = 5,200 µs
CPU утилизация = Время ожидания/ Время обработки= 200 / 5,200 = ~4%
запросзапрос обработкаобработка
ожиданиеожидание
Время
~100µs ~100µs
~200 µs
CPU
Преимущества Флеш технологии Обработка запроса I/O процессором на Флеш-дискеОбработка запроса I/O процессором на Флеш-диске
Запрос I/O (~ 100 µs) Ожидание I/O (~ 200 µs) Обработка I/O (~ 100 µs)
Время обработки одного I/O request = 200 µs + 200 µs = 400 µs CPU Утилизация = Время ожидания/ Обработки = 200 / 400 = ~50%
Запрос I/O (~ 100 µs) Ожидание I/O (~ 200 µs) Обработка I/O (~ 100 µs)
Время обработки одного I/O request = 200 µs + 200 µs = 400 µs CPU Утилизация = Время ожидания/ Обработки = 200 / 400 = ~50%
Улучшение утилизации CPU и работы приложения в 12 раз!
Улучшение утилизации CPU и работы приложения в 12 раз!
Иерархия носителейLowest Latency
Very Expensive
Consistent Performance
Low Latency
Fair Latency
Expensive HDD
Unbalanced Performance
Lowest Performance
Lower Cost
Server FlashServer Flash
SAN Shared Flash Only ArraySAN Shared Flash Only Array
Hybrid Array or SAN SSDHybrid Array or SAN SSD
Array HDDArray HDD
Server SSDServer SSD
Tier or CacheTier or Cache
ηs
ms
sec
us
� Тип чипа имеет значение
� Отличие в циклах
� MLC: для потребительского рынка
� eMLC: для Корпоративного рынка
–Отличие в 10 раз
от MLC
� SLC: Single-level cell
–Отличие в 33 раза
от MLC
Характеристики Флэш-чипов!
Решения TMS
HAHA
Архитектура RamSan
RAID
Controllers
IO Modules
Flash
Modules12x
6 PPC CPUs
Реализация только на уровне железа, с самым низким временем отклика FPGA- чипы снижают время отклика
Управляющие процессоры вне пути IO
Высокая производительность (IOPS) и пропускная способность
Реализация только на уровне железа, с самым низким временем отклика FPGA- чипы снижают время отклика
Управляющие процессоры вне пути IO
Высокая производительность (IOPS) и пропускная способность
11
1. PCIe 2.0 x8 interface
2. PowerPC CPU
3. Xilinx FPGAs
4. 900 ГБ доступной емкости в SLC (1374 ГБ сырая емкость)
5. 4 GB DRAM
6. Supercapacitors
7. Standard half-length, full-height PCIe card
22 33
33
44
44
55
55
55
55
66
Доступный объем 450 или 900 GB
Производительность 650,000 4K IOPS
Пропускная способность 2.7 GB/s
Bootable (UEFI 2.1+)
Время отклика на запись 30 µs 4KВремя отклика на чтение 100 µs 4KСрок службы 10 летSeries-7™ Flash Controller
Архитектура RamSan 70Архитектура RamSan 70
Архитектура RamSan 720/820
Модули охлаждения
Шасси - 1U
N+1 батареи
Управляющие процессоры
12 Флэш модулей(10+1+1)(Планка + расширение)40 Флэш чипов на Модуль (4 x 9+1 VSR groups)
12 Флэш модулей(10+1+1)(Планка + расширение)40 Флэш чипов на Модуль (4 x 9+1 VSR groups)
RAID контроллерыRAID контроллеры
Два двухпортовых интерфейса 8 Gb/s FC или 40 Gb/s QDR IB
Два двухпортовых интерфейса 8 Gb/s FC или 40 Gb/s QDR IB
Блоки питанияБлоки питания
Защита данных в решениях TMS
Четыре уровня защиты данных
2D Flash 2D Flash
RAIDRAIDTMTM
2D Flash 2D Flash
RAIDRAIDTMTM
* Только для RamSan 720/820
RAID 5 между Флэш-модулями(10 data + 1 parity + 1 hot spare)
Внешние интерфейсы(FC, IB)
RAID 5внутри
Флэш-модулей(9 data + 1 parity)
TMS2D Flash RAID™
2D Flash RAID™ (RamSan 720 / 820)
RAIDКонтроллерыRAIDКонтроллеры
Variable Stripe RAID™ (VSR)• Запатентованая технология позволяющая изменять размер страйпа в
RAID(быть динамическим) .
• Если выходит из строя одна микросхема на чипе, эта микросхема обходится(игнорируется), данные распределяются по оставшимся чипам.
• VSR сокращает количество требуемых обслуживаний при
неисправностях Флэш-памяти
……
…
12 Planes12 Planes
10 Chips10 Chips
FAILFAIL
Интеграция с решениями IBM
DS8870 Интеграция с EXP30 UltraSSD � 1U полка
– До 30 SSD дисков • Диски 387 ГБ = до 11.6 ТБ “сырой” емкости
– До 4 полок на систему� Два 6 Gb SAS адаптера специально разработанных для
SSD
– Напрямую подключаются к PCIe фабрике� Высокая производительность
– До 400,000 IOPS (100% чтение), до 340,000 IOPS (60% чтение/40% запись) м до 270,000 IOPS (100% запись)
– Пропускная способность до 4.5 ГБ/с � Enterprise class RAS
– RAID + spare диски
– Два блока питания• Замена компонентов в онлайн режиме
� Работает с Easy Tier
Июнь 2013 года
24
Заказчики:
•1 петабайт доступного пространства в одном шкафу
•20 миллионов IPOS при 100 микросекундах
•Затраты электроэнергию меньше чем на 200TB СХД со стандартными дисками
•Цена за ТБ ниже чем у Tier 1 систем
•Добавление технологии компрессии снизит стоимость за ТБ на 50%
Выше только небо!Выше только небо!
Вопросы?
Сергей Целиков
Специалист по
системам хранения
данных
Санкт-Петербург, наб. реки Фонтанки, 13
Спасибо за внимание
DisclaimersThis information is provided on an "AS IS" basis without warranty of any kind, express or implied, including, but not limited to, the implied warranties of merchantability and fitness for a particular purpose. Some jurisdictions do not allow disclaimers of express or implied warranties in certain transactions; therefore, this statement may not apply to you.
This information is provided for information purposes only as a high level overview of what we have found from various sources. There are no warranties, express or implied, regarding non-IBM products
Any information on possible future products is intended as a high level overview only. PRODUCT SPECIFICATIONS, ANNOUNCE DATES, AND OTHER INFORMATION CONTAINED HEREIN ARE SUBJECT TO CHANGE AND WITHDRAWAL WITHOUT NOTICE.
Important notes:
IBM reserves the right to change product specifications and offerings at any time without notice. This publication could include technical inaccuracies or typographical errors. References herein to IBM products and services do not imply that IBM intends to make them available in all countries.
IBM makes no warranties, express or implied, regarding non-IBM products and services, including but not limited to Year 2000 readiness and any implied warranties of merchantability and fitness for a particular purpose. IBM makes no representations or warranties with respect to non-IBM products. Warranty, service and support for non-IBM products is provided directly to you by the third party, not IBM.
All part numbers referenced in this publication are product part numbers and not service part numbers. Other part numbers in addition to those listed in this document may be required to support a specific device or function.
MHz / GHz only measures microprocessor internal clock speed; many factors may affect application performance. When referring to storage capacity, GB stands for one billion bytes; accessible capacity may be less. Maximum internal hard disk drive capacities assume the replacement of any standard hard disk drives and the population of all hard disk drive bays with the largest currently supported drives available from IBM.
IBM Information and Trademarks
The following terms are trademarks or registered trademarks of the IBM Corporation in the United States or other countries or both: the e-business logo, IBM, xSeries, pSeries, zSeries, iSeries.
Intel, Pentium 4 and Xeon are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation. Microsoft Windows is a trademark or registered trademark of Microsoft Corporation. Linux is a registered trademark of Linus Torvalds. Other company, product, and service names may be trademarks or service marks of others.
IBM and IBM Business Partner Internal Use Only NOT to be distributed to customers or other third parties