AGENDA. 01 Wieso benötigen wir Flashspeicher? 02 Grundlagen der Flashtechnologie. 03 IBM Modellübersicht. 04 Was bringt mir Flash?

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1 IBM FLASHSYSTEM

2 IBM FLASHSYSTEM AGENDA 01 Wieso benötigen wir Flashspeicher? 02 Grundlagen der Flashtechnologie 03 IBM Modellübersicht 04 Was bringt mir Flash? 05 Aussichten 2

3 WIESO BENÖTIGEN WIR FLASHSPEICHER 3

4 WIESO FLASH? ENTWICKLUNGSANTRIEBE IM STORAGEBEREICH Am Anfang waren Eisenringe und Kupferspulen. Beginn des Datenwachstums. Speicher wird nach der transferierten Datenmengen gemessen. I/O Durchsatz wird gefordert. Haltbarkeit Kapazität Bandbreite IOPS 4

5 WIESO FLASH? GRÜNDE Neuartige Anwendungen, Cloud Computing und Big Data Lösungen führen zu bisher nicht gekannten Leistungsanforderungen der Speicher-Infrastruktur. Tiering- und Autotiering Funktionen produzieren Daten mit extrem hohen Performance- Anforderungen. Gleichzeitig steigt die Performance-Lücke zwischen CPU, RAM und Speicher immer weiter und hat inzwischen nicht mehr tolerierbare Größenordnungen erreicht Die derzeit einzige Technologie, mit der diesen Herausforderungen wirtschaftlich begegnet werden kann ist Flash. Flash/SSD Speicher-Technologien sind heute in unterschiedlichster Ausprägung verfügbar und können an verschiedenen Stellen der IT-Infrastruktur eingesetzt werden. Um hier ein Optimum zu erzielen bedarf es einer durchdachten End-to-End-Strategie. 5

6 WIESO FLASH? GRÜNDE IBM Smarter Storage ist die Grundlage für die Entwicklung einer solchen Strategie: INDUSTRY LEADING ALL FLASH ARRAYS mit der Übernahme von Texas Memory Systems (TMS) hat IBM die beste Flash Technologie übernommen. Die Zuverlässigkeit und die Performance von TMS sind im Markt unerreicht! TIERING UND AUTO-TIERING LÖSUNGEN auch für bereits bestehende Speichersysteme FLASH/SSD OPTIONEN FÜR DIE GESAMTE PRODUKTPALETTE SAP Kunden können die Umsetzung von In Memory Database Konzeptionen (SAP HANA) und die damit verbundenen Kosten vermeiden oder verschieben Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis 6

7 GRUNDLAGEN DER FLASHTECHNOLOGIE 7

8 GRUNDLAGEN DER FLASHTECHNOLOGIE ARTEN SLC = Single Level Cell 1 Bit je Zelle Schreibzyklen MLC = Multi Level Cell Oxydschicht Control Gate Floating Gate 2 Bits je Zelle Source Drain Schreibzyklen N-Schicht N-Schicht emlc = Enterprise MLC P-Schicht Zellenabsicherung durch CU Schreibzyklen Aufbau einer Flash Speicherzelle mit Floating Gate TLC = Triple Level Cell 3 Bits je Zelle Schreibzyklen 8

9 GRUNDLAGEN DER FLASHTECHNOLOGIE FLASHSYSTEM GEGEN SSD SSD (Solid State Drive) Flash in einem Festplattengehäuse Technology wurde für Festplatten und nicht für Flash entworfen Datenschutz nur außerhalb der SSD realisierbar Datenpfad wird vom Controller/Betriebssystem geregelt, beides ebenfalls außerhalb der SSD Leistung ist um einiges geringer Wenn es auf Leistung ankommt ist die SSD nicht die erste Wahl PCIx Flash (IBM High IOPS Adapter) - Beschleunigt nur einen physikalischen Server mit seinen VMs - Keine, oder eingeschränkte Skalierbarkeit - Umgerechnet kein Preisvorteil 9

10 IBM MODELLÜBERSICHT 10

11 IBM MODELLÜBERSICHT FLASHRIEGEL 11

12 IBM Modellübersicht VARIABLE STRIPE RAID (VSR) Patentiertes VSR erlaubt das Anpassen der RAID-Stripe-Größe. Wenn ein Chip in einem 10-Chip Stripe ausfällt, wird nur der fehlerhafte Chip überbrückt und dann werden die Daten über die verbleibenden 9 Chips neu verteilt. VSR reduziert die Wartungsintervalle durch fehlerhafte Chips 10 Chips FAIL 16 Planes Beispielfolien für PowerPoint - Version 2007

13 IBM MODELLÜBERSICHT HAUPTUNTERSCHIEDE X10 UND X20 FlashSystem 710/810 FlashSystem 720/820-1 RAID innerhalb eines Riegels - Aufrüstbare Kapazität - Kein Hot-Swap Flash Modul - 5TB/10TB max Kapazität - 2D RAID innerhalb eines Riegels und über die Riegel - Flash Module Hot-Swap - 10TB/20TB max Kapazität 13

14 IBM MODELLÜBERSICHT 710 UND

15 IBM MODELLÜBERSICHT 720 UND

16 IBM MODELLÜBERSICHT IBM FLASHSYSTEM FAMILIE Beschleunigt kritische Anwendungen und entfesselt die Leistung Ideal für OLTP Datenbanken, Data warehousing und OLAP Umgebungen Entwickelt für mandantenfähige, heterogene Anwendungen und Hochverfügbarkeit Virtualisierung & virtual desktop infrastructure (VDI) Technical Computing and High Performance Computing (HPC) Cloud infrastructure, private and public Liefert extreme Leistung in ein Storage Area Network (SAN) Ideal für Inhalt liefernde Netzwerke, rendering, video editing, modeling and simulation Extreme Performance MicroLatency Macro Efficiency Enterprise Reliability SLC und emlc Kapazität von 1-10 TB für 710/810 und von 5-20 TB für 720/820 High Availability Option verfügbar mit den Modellen 720/820 Bis zu 570K IOPS 5 GB/s Bandbreite Niedrige Latenz von 100 µs (read) und 25 µs (write) Entwickelt für ein höchst paralelles Design Maximiert die Host CPU Effizienz und Produktivität 1U form factor- minimal footprint for best of breed ROI 2 dual-port 8 Gb Fibre Channel Controllers or dual-port 40Gb QDR InfiniBand Controller 400 watt Strombedarf Hot Swap Flash Module ermöglichen einen unterbrechungsfreien Betrieb Variable Stripe RAID zum Schutz vor Chipfehlern Redundanz für Strom, Daten und Management 2D Flash RAID beseitigt den single point of failure Optionale integrierte Spare flash card verringert down time Error Correcting Code (ECC) auf Chip Basis 16

17 WAS BRINGT MIR FLASH? 17

18 WAS BRINGT MIR FLASH? CPU AUSLASTUNG I/O geliefert von einem Festplattensystem Bearbeitung ~100 µs ~100 µs CPU Zustand Zeit für die Abwicklung 1 I/O Abfrage=200 μs μs = μs Warten CPU Auslastung=Bearbeitungszeit/Gesamtzeit=200/5.200=~4% Time ~5.000 µs 1 I/O Abfrage I/O geliefert von einem IBM FlashSystem Bearbeitung CPU Zustand ~100 µs ~100 µs 12X Anwendungsbeschleunigung nur durch ändern der Speicher Latenz! Zeit für die Abwicklung 1 I/O Abfrage=200 μs μs = 400 μs Warten ~200 µs CPU Auslastung=Bearbeitungszeit/Gesamtzeit=200/400=50% Time 1 I/O Abfrage 18

19 WAS BRINGT MIR FLASH? ANWENDUNGSBESCHLEUNIGUNG Alle Client Anfragen benötigen Zeit I/O Zeit Netzwerk Zeit CPU Zeit Neuere Prozessoren verkürzen diese Zeit I/O Zeit Netzwerk Zeit CPU Zeit Neuere Prozessoren + Flash verkürzen diese Zeit enorm I/O Zeit Netzwerk Zeit CPU Zeit Eingesparte Zeit 19

20 WAS BRINGT MIR FLASH? AUSWIRKUNGEN Geschäftliche Auswirkungen Steigert die Anwendungseffizienz Beschleunigt Analyse- und Batch-Jobs Liefert die beste Erfahrung für Endanwender Finanzielle Auswirkungen Maximiert die CPU Effizienz Reduziert Lizenzkosten der Anwendungen Verlängert die sinnvolle Nutzung bestehenden Speichers Erhebliche Einsparungen bei Strombedarf, Kühlungs-, und Rackbedarf (TCO) Erwartete Lebenszeit von 5 und mehr Jahren 20

21 WAS BRINGT MIR FLASH? MODI Easy Tier Preferred Read Manual Data Placement Keine Easy Tier Kosten für V7000 oder SVC Beschleunigt alle Workloads SVC/V7000 vdisk copy Anwendungsbasierend Betriebssystembasierend Hot Tables, Indexes, Temp, Undo, Logs Komplette Anwendungen 21

22 WAS BRINGT MIR FLASH? EASY TIER Smarter Storage entscheidet was hot ist Beschleunigt alle Anwendungen auf Volumes des gleichen mdisk pools Daten migrieren rein & raus transparent & automatisch Kann mit manuellem Datenplatzieren kombiniert werden 22

23 WAS BRINGT MIR FLASH? PREFERRED READ Vorteile für Anwendungen Lesen wird FlashSystem schnell Schreiben bleibt so schnell wie vorher meist erfolgt das Schreiben im Cache Sicherheitsgewinn Fügt Redundanz hinzu Ohne Risiko Daten sind zusätzlich noch dort wo sie waren Erweiterter Nutzen der Investitionen Fortlaufende Nutzung der Speicher-Lizenzen Freie Ressourcen für andere Workloads 23

24 WAS BRINGT MIR FLASH? PREFERRED READ BEISPIEL Storage liefert IOPS für eine Anwendung Workload is 80% reads / 20% writes reads / sec, writes / sec reads / sec bei sehr niedriger Latenz Hinzufügen des FlashSystems als Primary Copy für einen Spiegel Storage liefert IOPS Nun writes / Sec R/W ratio ist nicht anders; Gleiche Anwendung Storage liefert writes & FlashSystem liefert writes & reads 5x Leistungssteigerung 24

25 WAS BRINGT MIR FLASH? MANUAL DATA PLACEMENT Penn State University Research Computing & Cyberinfrastructure IBM General Parallel File System (GPFS) Gespiegeltes FlashSystem-810s für die Metadaten Ersetzt k HDD Backup Time 80% Energie 90% Response Time 80% Problem Nächtliches BackUp braucht 6h; geringere Systemleistung Lösung 4TB FlashSystem-810 zum Beschleunigen der GPFS-Metadaten Vorteil Backup Fenster 6x beschleunigt auf ca. eine Stunde With the FlashSystem we literally just turned it on and that s all the performance tuning we did. It just worked out of the box. -Michael Fenn, System Admin 25

26 WAS BRINGT MIR FLASH? MODI Manual Data Placement Beste Leistung Easy Tier Beste Kapazitäts-Effizienz Preferred Read Massive Beschleunigung und Schutz der Speicher-Investitionen 26

27 WAS BRINGT MIR FLASH? FLASHSYSTEM UND SVC DREAMTEAM Extreme Leistung plus Enterprise Fähigkeiten IBM FlashSystem 820 SAN Volume Controller Business Continuity mit Copy Services Flash Copy für Backup & optimale Workload Verfügbarkeit $/TB Value mit Thin Provisioning & Real Time Compression Erhöht die Speicher Leistung mit Easy Tier Extreme Leistung mit IBM Micro Latency All Flash 20 TB RAID Daten Kapazität Macro Efficiency 1U form factor Variable Stripe RAID und 2-D RAID für Enterprise Ausfallsicherheit 27

28 WAS BRINGT MIR FLASH? BEISPIEL MIT SVC IN EINER SAP UMGEBUNG SAP PRODUKTIONS DB SERVER ERP SCM SRM CRM BW SAP NON-PROD DB SERVER Flash only pool Easy Tier pool HDD only pool ERP SCM SVC Speicher pools (managed disk groups) SVC nodes DB mit hohen IO/s per TB Verhältnis auf Flash only Alle SAP Produktions DB auf Easy Tier tiered Speicher Alle non-production DBs auf HDD only FlashSystem Storwize / XIV 28

29 WAS BRINGT MIR FLASH ZUSAMMENFASSUNG 85% Reduzierung der Zeit von Batch Prozessen 50% Reduzierung bei Software Lizenzen 75% Reduzierung des Platzbedarfes; 1 Petabyte auf 1 Bodenfliese 80% Reduzierung beim Energiebedarf 100 µs Latenz Kein Engpass beim Speicher Enterprise Verlässlichkeit Hochverfügbarkeit, 2D Flash RAID & IBM Variable Stripe RAID TM 29

30 AUSSICHTEN 30

31 AUSSICHTEN ZUKUNFTSPROGNOSE 31

32 AUSSICHTEN ZUKUNFTSPROGNOSE Flash Preisentwicklung per GB Flash Disk 32

33 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT ANDRÉ LORSCHEID SYSTEM ENGINEER TEL:

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