• TWEAK
• Lagring

Western Digital fremviser verdens første ZNS SSD

Eftersom markedet stille og roligt forbeder sig på at træde ind i zettabyte-æraen, bliver producenter som Western Digital kreative med nye måder til at forbedre SSD-teknologien. Sammen med virksomhedens første ZNS SSD kommer et modigt statement om gøre en reel forskel i performance og omkostninger for hyperscalers, der tackler cloud, analytics og machine learning som en del af hverdagen.

En tidligere dyr luksus, der kom i mindre kapacitet, er SSD'er blevet almindelige i moderne computere takket være stadigt faldende priser pr. gigabyte. Deres hastighed har været et salgsargument gennemtiden fra alt fra den almene forbruger PC og op til virksomhedens dyrt indkøbte udstyr.

De første generationer af konsumer SSD'er udnyttede oprindeligt ikke det fulde potentiale ved flashteknologi, da de brugte eksisterende HDD-interfaces, som var relativt begrænsede med hensyn til båndbredde og brugte en anden kommunikationsprotokol, der var optimeret til spinding af magnetisk lagring. Problemet blev delvist løst med introduktionen af PCIe SSD-drev i 2007 og NVMe-protokollen i 2011, og i dag har vi forbrugerdrev, der er i stand til præstere utrolige hastigheder på over 7.000 megabyte pr. sekund.

Disse to teknologier er dog ikke nok til at udnytte den parallelle I / O-arkitektur af flashlagring til den lavest mulige latenstid og sikre øget levetid/endurance i celler med flere niveauer, der bruges til at fremstille SSD'er med høj kapacitet. Og disse begrænsninger er især vigtige i datacentre, hvor ventetid og samlede omkostninger er vigtige parametre.

Dette er, hvor Zoned Namespaces Storage (ZNS) initiativet kommer ind i billedet. En ZNS SSD låner software stack fra SMR HDD'er og placerer data sekventielt i zoner, hvilket reducerer ”Write amplification (WA)” samt den procentdel af den rå kapacitet, der skal reserveres til formålet med ”Over-provisioning”. På denne måde kan du bruge mere af drevets rå kapacitet, hvilket fører til besparelser, der hurtigt tæller op, når du skal købe et stort antal drev til for eksempel din virksomhed.

En anden fordel ved denne tilgang er, at da ZNS opererer med store zoner i stedet for 4K-blokke, behøver det ikke at udføre en masse cachelagring i baggrunden sammenlignet med traditionel solid state-lagring. Dette betyder, at læse- og skrivehastigheder i den virkelige verden er mere ensartede, og da datahåndtering og styring udføres af værten, er der mindre behov for en stor DRAM-cache på enheden.

I denne uge afslørede Western Digital - en af de store tilhængere af ZNS - Ultrastar DC ZN540, som er det første drev, der omfatter disse principper til et faktisk produkt. Virksomheden siger, at et enkelt Ultrastar DC ZN540-drev kan erstatte op til fire konventionelle SSD'er, samtidig med at det giver lavere latenstider, højere throughput og langt bedre levetid end traditionelle enheder.

Source: Western Digital

Den nye SSD bruger 96-lags 3D QLC NAND-hukommelse og en brugerdefineret NVMe 1.3c-kompatibel controller med dual-port, der fuldt ud understøtter ZNS Command Set 1.0-specifikationen. Der er tale om en enterprise SSD, der kommer i en U.2-formfaktor som en drop-in erstatning for drev i eksisterende servere. Det bruger den samme softwarestak som SMR-harddiske (shingled magnetic recording (SMR)), men nøglen her er, at Western Digital vil bevise, at QLC NAND pålideligt kan bruges i datacentret, samtidig med at de samlede ejer omkostninger sænkes sammenlignet med eksisterende løsninger på markedet.

Virksomheden hævder, at Ultrastar DC ZN540 er i stand til at tilbyde 4x throughput af konventionelle SSD'er med op til 57 procent forbedring i ventetid, når man tackler skrive-tunge arbejdsbelastninger. Ved test mod et virkeligt applikationsmiljø som RocksDB, leverede det nye drev 2,5 gange lavere latenstider, mens de afviklede 32 random read threads. Og disse forbedringer kommer også til andre databaser som MySQL.

Indtil videre er ZNS begrænset til enterprise SSD'er som Ultrastar DC ZN540, som kun er tilgængelig for nogle få udvalgte kunder hos Western Digital. Imidlertid kræver forbedringerne med den nye tilgang ikke producenterne at foretage ændringer i aktuelle SSD-controllere, hvilket betyder, at de også kan implementeres med firmwareændringer på eksisterende drev.

Source & Image credit:

Western Digit