Die NVMe-Technologie könnte das Konzept der Direct-Attached-Storage wiedererwecken

Vor zehn oder zwanzig Jahren war Direct-Attached-Storage (DAS) der Standard in Speicherlandschaften. Ein Server wurde einfach direkt mit einem Storage-Array verbunden.

Aber mit dem Siegeszug der Virtualisierung ist das DAS-Konzept aus der Mode gekommen. Speicher-Silos sind von vorneherein ineffektiv und das Storage wurde der IT als Ressourcen-Pool für Workloads zur Verfügung gestellt.

Seit wenigen Jahren gibt es zudem das Konzept des Hyperscale Computing. Die Internet-Riesen Amazon, Google und Microsoft führten Grids aus selbständigen Knoten aus Compute und Storage ein. Das Hyperscale-Modell ist für das Internet und besonders für Analysezwecke, etwa mit Hadoop, gut geeignet.

Hyperscale war wiederum die Inspiration für hyperkonvergente Infrastrukturen (HCI). Diese kombinierten Server- und Storage-Systeme werden mittlerweile stark nachgefragt.

Andererseits gibt es in einer paradoxen Entwicklung jetzt durch die steigenden Geschwindigkeitsanforderungen wieder Einsatzszenarien für DAS. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die NVMe-Technologie (Nonvolatile Memory Express). NVMe-Verbindungen auf der Basis von PCIe-Karten können bei der I/O-Leistung SAS und SATA weit übertreffen und Flash fast erreichen.

Die Weiterentwicklung NVMe over Fabric erlaubt Netzwerkverbindungen über Entfernungen im Rackscale-Bereich.

Zu den Herstellern in diesem Bereich zählen EMC mit der Lösung DSSD D5, E8 mit D24, Apeiron, Mangstor, Excelio und Pavilion Data Systems. Alle bieten Hochleistungs-Storage, die ähnliche Geschwindigkeit bietet wie bei DAS üblich, mit niedriger Latenz (weniger als 100 Mikrosekunden) und sehr guten IOPs (über zehn Millionen). Dies wird ermöglicht durch die Fähigkeiten von NVMe und die Entfernung des Storage-/Netzwerk-Fabric aus dem I/O Pfad.

In einigen Fällen entfernen die Hersteller außerdem den Controller aus dem I/O Pfad, um noch höhere Leistung zu erzielen. Das ist sicherlich der Fall bei Apeiron und Mangstor.

EMC DSSD D5 verwendet duale Kontroll-Module mit einem proprietären „Cubic RAID“ sowie proprietären Laufwerken. Das Konzept hat Sun-Pionier Andreas von Bechtolsheim entwickelt.

Eine Frage stellt sich bei diesem „Shared DAS“: Macht es einen Unterschied, wenn der Controller übergangen wird und wie werden dessen Funktionen gehandhabt?

Minimalerweise kümmert sich der Controller den Umgang mit Protokollen und I/O. Zudem beeinflusst er die Provisionierung von Logical Unit Numbers (LUNs), RAID, Thin Provisioning sowie möglicherweise Replikation, Snapshots, Deduplizierung und Kompression.

Alle Anbieter lassen die letzten beiden weg, Mangstor und Apeiron fast alles. Beispielsweise verlässt sich Apeiron auf die eigene Anwendung und den Host-Bus-Adapter (HBA) des Servers.

Potentielle Kunden sollten sich die Frage stellen, wie das System mit den Controller-Funktionen umgeht. Wenn Prozesse ausgeführt werden, die normalerweise vom Controller übernommen werden, könnte sich dies negativ auf die Gesamtleistung auswirken. Kann eine Überprovisionierung von Flash die Geschwindigkeit aufrechterhalten, die der Controller abzieht?

Eine andere Frage ist es, ob diese Hochleistungs-DAS-Systeme auf der Basis von NVMe wirklich für Echtzeit-Analysen geeignet sind. Die hier infrage kommenden Systeme wie Hadoop, Splunk und Spark sind äußerst speicherhungrig und sie wollen die Datensätze, mit denen sie arbeiten, möglichst an einem Ort haben. Hier lautet die Frage, ob Storage, auch sehr schnelles, wirklich dafür optimal ist oder ob man sein Geld nicht lieber in Hauptspeicher stecken sollte.

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