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Almacenamiento flash en 2021

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Cómo obtener todos los beneficios del almacenamiento flash NVMe

Consolide y aumente la densidad de las cargas de trabajo de su organización en un sistema de almacenamiento flash para aprovechar al máximo el paralelismo y la latencia reducida de NVMe.

La memoria exprés no volátil (nonvolatile memory express o NVMe) es un nuevo estándar diseñado para almacenamiento flash y basado en memoria. A medida que las matrices all-flash comiencen a admitir esta nueva tecnología, los proveedores intercambiarán unidades flash basadas en SAS por unidades basadas en NVMe. Sin embargo, la mayoría de los centros de datos que cuentan con sistemas totalmente flash basados ​​en SAS ya brindan más rendimiento del requerido. Para aprovechar al máximo el almacenamiento flash NVMe, los centros de datos deben repensar el diseño de esos sistemas y considerar la implementación de nuevas técnicas como la calidad de servicio.

El impacto principal de NVMe en un sistema todo flash no es necesariamente un aumento en el rendimiento bruto. NVMe es una interfaz y un protocolo, mientras que la memoria flash en la unidad sigue siendo la misma que la memoria flash en una unidad basada en SAS. Lo que proporciona NVMe es la reducción de la latencia. NVMe admite un número mucho mayor de colas de comandos que SCSI y más comandos por cola. El efecto neto es que el almacenamiento flash NVMe puede manejar más cargas de trabajo y una mayor variedad de ellas al mismo tiempo.

Diseñando para NVMe

La sabiduría convencional apunta a los sistemas basados ​​en NVMe en aplicaciones de bases de datos como Oracle y Microsoft SQL, que son candidatos perfectos debido a los cientos de usuarios que leen y escriben datos al mismo tiempo. NVMe permite que estas aplicaciones escalen el recuento de usuarios y la cantidad de datos consultados sin tener que cambiar el hardware del servidor o la licencia del software. Esencialmente, los sistemas flash basados ​​en NVMe permiten que la base de datos haga más con el mismo software y hardware. El problema es que pocas organizaciones tienen entornos de base de datos que necesiten escalar a estos nuevos niveles.

Para aprovechar al máximo el almacenamiento flash NVMe, las empresas deben buscar en otra parte y agregar carga adicional al sistema. Las cargas de trabajo virtuales son un buen lugar para comenzar.

La mayoría de los entornos virtuales tienen una densidad de máquina virtual relativamente baja en comparación con el servidor físico, aunque hay mucha potencia de CPU para admitir más máquinas virtuales. En el pasado, la preocupación por el aumento de la densidad de las máquinas virtuales creaba un cuello de botella en la red o en el sistema de almacenamiento. Con redes de mayor velocidad y mejor diseñadas, esto se ha convertido en un problema menor. En consecuencia, con NVMe flash, el arreglo todo flash puede responder rápidamente a la multitud de solicitudes de E/S que crean los entornos de VMs altamente densos.

Si compra un sistema NVMe, debe buscar consolidar tantas cargas de trabajo como sea posible en este sistema, incluidas múltiples bases de datos e hipervisores y otras cargas de trabajo modernas, como análisis de big data y entornos basados ​​en contenedores.

Superar el riesgo de consolidación

Con un arreglo all-flash basado en NVMe, la consolidación del almacenamiento puede escalar a un nivel que antes se consideraba imposible. Sin embargo, como con cualquier esfuerzo de consolidación, existen riesgos. Por ejemplo, poner muchas cargas de trabajo en un sistema puede ser un problema. El uso de un sistema de alta calidad con capacidades adecuadas de alta disponibilidad puede mitigar este riesgo.

Una preocupación más importante es cómo manejar los picos de carga. La consolidación de la magnitud que proporciona NVMe conduce a la posibilidad de que dos o más aplicaciones aumenten sus requisitos de E/S simultáneamente, lo que podría afectar el rendimiento de E/S de almacenamiento y de red. Un sistema de almacenamiento flash NVMe puede ser tan receptivo que incluso las cargas máximas no afectarán el rendimiento, pero los planificadores de TI deben tener en cuenta incluso el más mínimo riesgo de un impacto en el rendimiento. Deben buscar capacidades de calidad de servicio (QoS) tanto en la red como en los sistemas de almacenamiento.

Los proveedores implementan QoS de varias formas. Algunos utilizan un mecanismo basado en prioridades para garantizar que las aplicaciones de alta prioridad obtengan la mayor parte de la capacidad de E/S cuando los recursos se ven limitados. Otros aseguran que una aplicación siempre tenga una cantidad específica de IOPS disponible en todo momento. Básicamente, el sistema tiene una gran capacidad de aprovisionamiento de E/S. Algunos sistemas pueden establecer umbrales mínimos y máximos para asegurarse de que cada aplicación nunca experimente más que un nivel específico de rendimiento.

Decidir cuál es el mejor tipo de QoS depende de la organización. Para la mayoría, una simple distribución de E/S basada en prioridades será suficiente, pero algunos pueden requerir garantías establecidas para cumplir con los objetivos de nivel de servicio.

El mayor paralelismo es el principal beneficio del almacenamiento flash NVMe. Ese aumento significa que el sistema de almacenamiento puede admitir más cargas de trabajo de diferentes tipos. Para obtener los beneficios de NVMe, las empresas deben consolidar más cargas de trabajo en el sistema de almacenamiento y aumentar la densidad de esas cargas de trabajo con más usuarios por base de datos y más máquinas virtuales (VMs) por host físico. El efecto neto es que un sistema NVMe debería reducir la cantidad de servidores físicos en el entorno y, al mismo tiempo, ampliar el alcance de las aplicaciones que pueden procesar.

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