Storage-class Memory: Was es ist und was es kann

HPE hat die Verfügbarkeit Storage-class Memory angekündigt, andere Hersteller werden voraussichtlich folgen. Was kann SCM für analytische Workloads erreichen?

Mit der Ankündigung von HPE letzte Woche, in seinen 3PAR- und Nimble-Arrays Storage-class Memory (SCM) anzubieten,...

sind wir in eine neue Phase der Speicherarchitektur eingetreten und haben eine mögliche Veränderung der Speicherleistung erreicht.

Es ist eine Antwort auf den Aufstieg dessen, was Analyst IDC „Anwendungen der neuen Generation“ nennt, die sich auf Analytik, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen konzentrieren und die eine Echtzeit- oder sehr nahe an der Echtzeitverarbeitung benötigen.

Bisher erforderten die leistungsintensivsten Anwendungen, wie zum Beispiel die transaktionale Verarbeitung, den jeweiligen Datensatz im Cache und/oder DRAM-Speicher vorzuhalten, der mit Latenzen von Nanosekunden arbeitet.

Aber das hat seine Grenzen und wurde mit zunehmender Größe der Datensätze durch Flash-Speicher mit Latenzen ergänzt, die bis zu den niedrigen Hunderten von Mikrosekunden (µs) reichen können. Und das, obwohl wir hier auf der Storage-Seite stehen, von der man sieht, wie der I/O-Pfad ins SCSI-Protokoll umgewandelt wird, was einen Verarbeitungs-Overhead erzeugt.

Ohne SCSI kann das Latenzbarriere von unter 100µs durch NVMe-Flash durchbrochen werden. In den letzten Jahren erschienen zahlreiche NVMe-Produkte, die dies belegen.

Aber in Bezug auf die Latenzzeiten bietet SCM eine neue Klasse von Medien mit Zugriffszeiten unter 20µs oder 10µs. Schneller als Flash, aber teurer. Langsamer als DRAM, aber kostengünstiger.

Die wichtigsten Produkte auf dem Markt basieren auf Intels Optane 3D XPoint (basierend auf Phasenwechselspeicher) und Samsungs Z-SSD, einer eher „traditionellen“ zellbasierten Halbleitertechnologie.

Latenz-Preis-Verhältnis im schematischen Überblick.
Abbildung 1: Latenz-Preis-Verhältnis im schematischen Überblick.

Die Idee ist, dass SCM zwischen Flash/NVMe-Flash und DRAM passt und eine Schicht aus persistenten Medien (im Gegensatz zu flüchtigen DRAMs) bereitstellt, die groß genug ist, um die Workloads und Datensätze für analytische Operationen vorzuhalten.

Das Intel-Produkt ist mit 16 GByte oder 32 GByte Speicherkapazität erhältlich und kann über DDR4-Steckplätze auf dem Motherboard oder PCIe-Steckplätze angeschlossen werden. Die Z-SSD von Samsung ist mit 480 GByte oder 960 GByte erhältlich und mit PCIe-Verbindung ausgestattet.

IDC prognostiziert, dass bis 2020 60-70 Prozent der Fortune-2000-Unternehmen über eine Echtzeitverarbeitung für Anwendungen verfügen werden, die sie für geschäftskritisch halten.

Gleichzeitig hat sich herausgestellt, dass Dell EMC plant, SCM in seinen PowerMax-, SC- und Unity-Linien anzubieten.

NetApp hat keine Pläne für SCM in seinen Produkten offenbart, außer dass es wahrscheinlich als Cache in seinen Arrays verwendet wird, was sich jedoch bald ändern könnte.

IBM und Hitachi Vantara scheinen in ihren Marketingmaterialien derzeit nichts Aktuelles über SCM zu haben.

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