Suchen

Kommentar von Thomas Pavel, LSI

Daueraufgabe Rechenzentrums-Beschleunigung

Seite: 2/4

Firmen zum Thema

Die Flaschenhälse haben sich im Laufe der Jahre verengt, da die Laufwerkskapazitäten schneller gewachsen sind, als die Latenzzeiten durch schneller drehende Laufwerke gesunken sind. IT-Manager mussten immer wieder mehr Festplatten und längere Warteschlangen hinzufügen, nur um Schritt zu halten.

Die Folge ist, dass die Leistungsgrenzen der meisten Anwendungen inzwischen mit der Latenz zu tun haben und eben nicht mit Bandbreite oder I/O-Vorgängen pro Sekunde (IOPS). Dieses Problem droht sich weiter zu verschärfen, da der Bedarf an Speicherkapazität jährlich massiv wächst.

Bildergalerie

Interessant dabei ist, dass sich Latenz in den letzten dreißig Jahren nur um den Faktor 30 verringert hat, während die Netzwerkbandbreite im selben Zeitraum um einen Faktor 3.000 gestiegen ist. Auch Prozessordurchsatz, Festplattenkapazität und Arbeitsspeicherkapazität sind stark gestiegen.

Caching im Arbeitsspeicher

Ein Lösungsansatz für dieses Dilemma ist das Caching von Inhalten im Arbeitsspeicher eines Servers oder im SAN auf einer DRAM-Cache-Appliance. Das kann die Latenz reduzieren, sodass die Leistung auf Anwendungsebene steigt. Bei dem Arbeitsspeicher, den ein Server oder eine Cache-Appliance besitzt, handelt es sich jedoch nur um wenige Gigabytes und somit um einen Bruchteil der Kapazität eines Festplattenlaufwerks, bei der es um Terabytes geht. Daher sind die Leistungssteigerungen durch Caching häufig unzureichend.

SSD-Speicher in Form von NAND-Flashspeicher sind ein effektiver Weg, um den Latenzunterschied zwischen Arbeitsspeicher und HDDs durch einen weiteren Storage Layer zu überbrücken. Sowohl im Hinblick auf die Kapazität als auch auf die Latenz schließen Flashspeicher die Lücke zwischen DRAM-Caching und HDDs, wie im Diagramm 1 gezeigt (siehe Bildergalerie). Bis vor einiger Zeit war Flashspeicher sehr teuer und schwer in vorhandene Speicherarchitekturen zu integrieren. Inzwischen haben Kostensenkungen für Flashspeicher zusammen mit Hardware- und Softwareinnovationen zu einer überzeugenderen Rendite geführt.

SSD-Speicher bietet im Allgemeinen die höchsten Leistungsverbesserungen, wenn man die Flash-Beschleunigungskarte direkt im Server platziert; hierzu wird der PCIe-Bus verwendet. Eingebettete oder hostbasierte Caching-Software legt die aktuell häufig genutzten Daten („Hot Data“) im Flashspeicher ab. Hier dauert ein Datenzugriff nur zirka 20 Mikrosekunden – er ist damit 140 Mal schneller als eine HDD auf Ebene 1 mit 2.800 Mikrosekunden.

So reduziert sich die Antwortzeit von Anwendungen und Benutzer erhalten die jeweils relevanten Daten schneller. Einige dieser Karten unterstützen mehrere Terabytes an SSD-Speicher und eine neue Klasse von Lösungen bietet jetzt außerdem interne Flash- sowie SAS-Schnittstellen. Diese ermöglicht eine Speicherlösung, in der Hochleistungs-SSDs und RAID-HDDs kombiniert sind. Eine PCIe-basierte Flash-Beschleunigungskarte kann die Leistung von Datenbanken auf Anwendungsebene in einer DAS- oder SAN-Umgebung um das Fünf- bis Zehnfache beschleunigen.

(ID:37988130)