Wo geht die Reise im Bereich der Speichertechnologien hin?
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- Hetty Braun
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1 Wo geht die Reise im Bereich der Speichertechnologien hin? TeleData TEHDAY #1 Manuel Landthaler Systems Engineer NetApp, Inc. All rights reserved. NetApp Proprietary Limited Use Only
2 Agenda 1) Speichertechnologien im Wandel 2) Datenmanagement und Datenhaltung der Zukunft 3) Diskussion NetApp, Inc. All rights reserved.
3 Speichertechnologien im Wandel Von klassischen magnetischen Speichermedien hin zu Flash NetApp, Inc. All rights reserved.
4 Speichermedien gestern & heute NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
5 Wie sieht die technologische Entwicklung aus? Aufzeichnungsverfahren und Performance Heute: PMR = Perpendicular Magnetic Recording SAS und (S)ATA-Laufwerke Maximale Aufzeichnungsdichte ist (fast) erreicht Brücken-Technologie: sealed Helium (entwickelt von HGST - ehemalige Hitachi Disk Drive Division) 6 TB Laufwerke verwenden 7 statt 5 Scheiben, das Gehäuse ist mit Helium gefüllt. Air HDD vs. Helium HDD Gleiche Höhe 5-Disk Design 7-Disk Design NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
6 Wie sieht die technologische Entwicklung aus? Aufzeichnungsverfahren und Performance Alternativ-Technologien: HAMR = Heat Assisted Magnetic Recording TDMR = Two Dimensional Magnetic Recording SMR = Shingled Magnetic Recording Höhere Schreibdichten, aber keine Performance-Verbesserungen bei Zugriffszeiten Umdrehungszahl zukünftige Technologien ( BPMR, HDMR, ) HAMR SMR / TDMR Sealed Helium 20TB 8/10TB 6/8TB Fazit: Die IO-Dichte = IOPs/TByte nimmt ab! NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
7 SMR Technology Was ist hier anders? Drive-Managed SMR Spuren können nicht einzeln beschrieben werden sondern nur ganze Bänder (Bands) Schreibdaten werden zunächst in einen ache geschrieben Ein Translation Layer sorgt für eine Zuordnung von LBA zu physischen Sektor (ähnlich wie bei SSDs) Lese-Performance und sequentielles Schreiben sind ähnlich wie bei (S)ATA Platten Wahlfreies Schreiben ist je nach Workload um Faktoren schlechter Performance Untersuchungen: 2016 NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung 11
8 Festplatten-Hersteller werden es nicht leicht haben Magnetische Aufzeichnungsverfahren stehen vor mehreren Herausforderungen: Wie kann man die Kapazitätszuwächse der Vergangenheit aufrecht erhalten? Wie kann man die Performance steigern oder zumindest beibehalten? Wie kann man komplexe Laufwerke und Software verhindern Wie kann man den Preiskampf mit Flash überleben? NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
9 Festplatten-Hersteller werden es nicht leicht haben Magnetische Aufzeichnungsverfahren stehen vor mehreren Herausforderungen: Wie kann man die Kapazitätszuwächse der Vergangenheit aufrecht erhalten? Wie kann man die Performance steigern oder zumindest beibehalten? Wie kann man komplexe Laufwerke und Software verhindern Wie kann man den Preiskampf mit Flash überleben? 3D Flash ist billiger als 10K Laufwerke $10,000 $1, Geschätzer Projected $-Preis/GByte $/GB $0,100 $0,010 $0,001 Lücke zwischen 3D NAND und NL bleibt, wird aber enger SFF HDD NL-SAS PMR Archive+SMR Archive+HAMR+SMR Tape 3D-TL cml NVM-SSD NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
10 NAND basierte Flash Technologien Die Entwicklung der letzen 30 Jahre: SL Single Layer ell 1984 eml enterprise Multi Layer ell (c)ml (consumer) Multi Layer ell TL Triple Layer ell ) Read / Program / Erase SL ML TL Erase ycles 25μs / μs / 1.5-2ms 1) Erase ycles 50μs / μs / 3ms Erase ycles 75μs / μs / 4.5ms NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
11 Flash auf NAND-Basis Was sind die Herausforderungen?... erfordert einen Write Avoidance Ansatz Write Amplification muß vermieden werden Write-Erase-Write Sequenz Es können nur ganze Pages gelöscht werden Garbage ollection notwendig Wear-Leveling sichert ein gleichmäßiges Altern aller Zellen Endurance wird unterschiedlich definiert: 17 P/E ycles - Program/Erase cycles TWB - Total Bytes Written DWPD - Drive Writes Per Day 2016 NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung DWPD Endurance Descriptions 25 High Endurance High End 10 Mainstream High End 3 Value Endurance Mid-Range 1 Read Intensive Read Intensive ML TL
12 NAND based Flash Wie geht die Entwicklung weiter? 3D NAND (V-NAND) Basiert auf ML und TL Zellen Bessere Endurance und Dichte als bei planarem (2D) ML/TL Flash Samsung hat beim Flash Summit 2015 für 2016 eine 16TB SSD für 2016 angekündigt QL Quadruple Layer ells NAND Alternativen (die meisten sind derzeit nicht produktionsreif): PM Phase hange Memory RaceTrack Memory STT-RAM - Spin-Transfer Torque RAM 3D Xpoint - Intel/Micron 2015, see: Ein Besuch bei lohnt sich immer! NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
13 Wichtige Aspekte für den Einsatz von Flash Performance Klarer Gewinner bei IO-Rate und Latenz Kapazität Der Preis /GB liegt noch höher als bei Festplatten Stromverbrauch & Stellfläche Besser als bei Festplatten Alterung Flash hat eine andere Alterungs-harakteristik Speichersysteme müssen dem Rechnung tragen NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
14 Fazit: Keine Sorge wir bekommen Ihre Daten abgespeichert, heute, morgen und auch übermorgen Achtung: Dieser Vortrag enthält Produkt-Platzierungen
15 Datenmanagement und Datenhaltung der Zukunft Block File Objekt NetApp, Inc. All rights reserved.
16 Datentypen Strukturiert und unstrukturiert a. 80% der abgelegten Daten sind unstrukturiert a. 90 Tage nach Erstellung werden nur noch 2 % je wieder gelesen, sie werden zu Referenzdaten (oder statischen Daten) neue Datenquellen (z.b. Mess- und Maschinendaten) mit Industrie 4.0 (aka IoT, IoE, 3 rd platform) 2016 NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
17 Allgemeines zu Object Storage Block => File => Objekt Block File Objekt Spezifischer Ort auf Platte / Speicher Spezifischer Ordner in fester logischer Order Flexible ontainergröße Tracks Sektoren File Pfad File Name Datum Daten und Metadaten Unique ID 2016 NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
18 Allgemeines zu Object Storage Anwendungsgebiete Web Data Repositories Kleine Objekte, sehr hohe Anzahl an Transaktionen Milliarden von Objekten Kriterien: Skalierbarkeit, Performance, native Web Interfaces Daten-Archive Größere Objekte, geringe Anzahl an Transaktionen Lange Aufbewahrungszeit, Latenzen sind tolerabel Kriterien: niedrigste Kosten, langlebig, automatisches Tiering wenn sich der Wert der Daten ändert Medien-Repositories Große Objekte, globale Verteilung Zugriffsmuster ist Streaming, hohe Durchsatzraten Kriterien: Multi-Site, Multi- App, Skalierbarkeit, automatisiertes Verteilen der Daten 2016 NetApp. Alle Rechte vorbehalten. NetApp vertraulich eingeschränkte Nutzung
19 Orchestrierung und Automatisierung NetApp, Inc. All rights reserved.
20 Pets vs. attle Haustiere vs. Nutztiere NetApp, Inc. Alle Rechte vorbehalten.
21 Pets Architektur Application Server Database Storage Application Server Database Storage lients Application Server Database Storage NetApp, Inc. Alle Rechte vorbehalten.
22 attle Architektur L o a d B a l a n c e r Application Server.... Application Server Application Server Application Server Application Server L o a d B a l a n c e r Database.... Database Database Database Database Storage.... Storage Storage Storage Storage NetApp, Inc. Alle Rechte vorbehalten.
23 Bimodale IT IT der zwei Geschwindigkeiten Alte IT Welt Neue IT Welt Virtualization Virtualization API Entwickler Antrag Entwickler Template Dev Ops DevOps NetApp, Inc. Alle Rechte vorbehalten. Verschmelzung von Dev+Ops Infrastructure as ode / Platform as ode Programmierbar per API
24 Object Storage DataFabric at Work Best of both Worlds S3 Virtualization Directonnect Public loud AWS NetApp Private Storage (NPS) API SnapMirror Template Virtualization On Premise Datacenter Service Provider loud Openstack DOT S NetApp, Inc. Alle Rechte vorbehalten. Object Storage StorageGrid
25 Thank You NetApp, Inc. All rights reserved.
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