2015: Das Jahr der eSSD

Auch 2015 wird wieder viel Bewegung im Storage-Markt sein. Neue Technologien und Schnittstellen sowie fallende Kosten pro Gigabyte werden den Einsatz von Enterprise-SSDs (eSSDs) in Unternehmen weiter fördern. [...]

NAND-Flash-basierte Speicherlösungen dominieren mittlerweile den Consumer-Storage-Markt, zum Beispiel in Notebooks, Tablets, Smartphones oder Kameras. In Unternehmen hingegen, in denen die Speicherkapazität eines einzigen Servers im Terabyte- bis Petabyte-Bereich liegt, werden nach wie vor hauptsächlich Hard Disk Drives (HDDs) eingesetzt – aufgrund der geringeren Kosten pro Gigabyte und der Verfügbarkeit von Laufwerken mit höherer Kapazität.

Diese Situation ändert sich langsam, weil neue Enterprise-SSDs (eSSDs) inzwischen auch zu akzeptablen Kosten pro Gigabyte verfügbar sind. Die Kostenreduzierung ist vor allem auf die Nutzung optimierterer Speicher-Technologien wie den Wechsel von SLC (Single Level Cell) auf MLC (Multi Level Cell) bei NAND-Flashspeichern und auf höhere Bit-Dichten der Chips zurückzuführen, und natürlich auch auf die Skaleneffekte bei den Herstellern aufgrund der steigenden Nachfrage nach solchen Lösungen.

eSSDs wurden ursprünglich vor allem bei Cache-Anwendungen und Transaktionssystemen genutzt, die besonders von der im Vergleich zu HDDs höheren Random-Access-Performance des NAND-Flashspeichers profitieren. Allerdings ist bei solchen Anwendungen eine hohe Anzahl von Schreib-/Löschzyklen zu berücksichtigen. Hier liegt der DWPD (Drive Write Per Day)-Wert oft bei über 10, das heißt, die Gesamtkapazität der eSSDs muss täglich über zehnmal komplett überschrieben werden können (10 DWPD). Das machte bisher den Einsatz teurer SLC-Flashtechnologien erforderlich. Dadurch war die Kapazität der verwendeten Laufwerke auf einige wenige 100 Gigabyte pro System limitiert, was ausreichend für Cache-Applikationen und Transaktionsabwicklungen ist, nicht aber für größere Datenmengen. Bei eSSDs, die einen DWPD-Wert von 10 oder mehr bieten, kommen heute eSSDs mit speziell selektierten „Enterprise“-MLC-NAND-Flashspeichern, Over-Provisioning-Features und optimierten Fehlerkorrektur-Technologien zum Einsatz.

EINSATZSPEKTRUM DER ENTERPRISE-SSD ERWEITERT SICH
Im Hinblick auf 2015 und die kommenden Jahre werden Content Delivery Networks, die Musik, Video und Spiele zum Download sowie Streaming-Applikationen anbieten, eine höhere Performance bei Lesegeschwindigkeiten erforderlich machen. Da es bei den Inhalten selten Updates gibt, ist auch die Frequenz der Schreib-/Löschzyklen geringer. Um diese Anforderungen zu erfüllen, haben eSSD-Hersteller Laufwerke auf Basis einer höheren Bit-Dichte der NAND-Flashspeicher entwickelt, die bis zu 3 DWPD bieten. Im Vergleich zu 10-DWPD-Laufwerken sind diese Enterprise-SSDs zu einem geringeren Preis pro Gigabyte verfügbar. Darüber hinaus bieten sie ein höheres Maß an Over-Provisioning als Client-SSDs, Wear-Leveling-Algorithmen, eine robuste Fehlerkorrektur-Technologie sowie Schutz gegen unerwarteten Spannungsverlust („Power-Loss-Protection“). Die Nachfrage nach solchen eSSDs wird steigen, auch mit der verstärkten Einführung von SSDs, die eine Speicherkapazität im Terabyte-Bereich bieten.

Es ist zudem davon auszugehen, dass auch bei Applikationen mit moderaten Schreib-Workloads und in Bereichen, in denen ein Caching der Random-Write-Workloads in größeren sequenziellen Blöcken vor dem Datentransfer zur SSD erfolgt, künftig SSDs mit hoher Kapazität zum Einsatz kommen. Zu nennen sind hier beispielsweise virtualisierte Umgebungen wie Virtual Desktop Infrastructures (VDI) oder virtuelle Server.

Darüber hinaus sind eSSDs durch ihre hohe Performance im Hinblick auf die Random Input/Output Operations Per Second (IOPS) natürlich auch für einen Einsatz bei Datenbanken und bei Applikationen für die Online-Transaktionsverarbeitung prädestiniert. Allerdings fällt bei diesen Anwendungen eine sehr hohe Workload an, der die Write-Endurance von NAND-Flashspeicherzellen an ihre Grenzen bringt, das heißt, entweder müssen „High-DWPD“-eSSDs oder mehrere 15.000-rpm-HDDs in einer RAID-Konfiguration genutzt werden. Welche Lösungsvariante ein Unternehmen wählt, hängt dabei von einer Abwägung der Aspekte Kosten, Performance und Implementierungsrisiko ab.