MAID Technologien Energiekostenreduktion für Tier 2 Massendaten

Transkript

1 MAID Technologien Energiekostenreduktion für Tier 2 Massendaten Jürgen Zeimet, Karl-Heinz Baumgärtner - HMK Computer Technologies Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Neustrelitz Storagetechnology bis

2 Agenda Warum MAID? Ziele Was ist MAID? Definition Funktionalitäten Wie binde ich das ein? Einsatzmöglichkeiten Produkte

3 Das Problem: Die richtigen Daten auf dem falschen Speicher! More than 70% of data being stored does not fit into either the transaction/business critical or vaulted to tape categories, but instead Arun Taneja falls into the persistent data category. "I think 85+% of the data sitting on a "production" array is nontransactional, or post-transactional. Even worse, at least half the data is a replicate of non-transactional data. Steve Duplessie

4 Data Lifecycle Stufen: Dynamisch und Persistent Transaktional oder Dynamische Daten I/O Intensiv Kleine Files Mäßiges Speicherwachstum Gleichbleibende Wachstumsrate Persistent Daten Daten Schutz und Archive Daten Große Files Sehr große Speicher Durchsatz Sequentiell Explodierendes Wachstum Vaulted Daten Offsite Kopie der Kopie Sequentiell Compliance Encryption Document Database Backup Replication Maps Video Imaging Physikalische Medien 8KB 80KB 8MB 10MB 20MB 60MB 300MB 48GB Transactional Data Persistent Data Vaulted Data Amount of data in the typical enterprise Innerhalb von 30 Tagen werden die Mehrheit der transactionalen Daten Persistent Daten

5 Neuer Storage Tier -> Real Green IT!! MAID Disk High Performance Enterprise class SATA Continuous Availability Data Protection Tape High Scalability High Capacity Affordability Das Beste aus 2 Welten!

6 Keine Angst.. 5,6 Millionen Tonnen CO 2 10,4 TeraW/h kw/gbyte = 60 Milliarden Bäume Jetzt kommt ein Tecki! Aber Achtung..

7 MAID Ein neuer Hype? Ständig neue Hypes durch Hersteller Und nun noch MAID? Oder:

8 Wer braucht MAID? Niemand.. Wer Green IT umsetzen muss Rechenzentrum mit Limitierten Platz Probleme mit Stromversorgung Ausgereizter Klimatisierung Zielvorgabe: Kostenreduzierung Wenn es das Produkt anbietet Warum Nicht?? 7x24 Storage -> eher nicht 5x9 Storage

9 SNIA Definition MAID MAID (Massive Array of Idle Disks) Festplatten werden nur eingeschaltet, wenn von dort Daten benötigt werden Mindestens 50% aller Festplatten sind zu einer Zeit ausgeschaltet Möglichst viele Power Managed Festplatten innerhalb eines Gehäuses. Weniger Verwaltung und geringere Betriebskosten bei Verlängerung der Lebensdauer der Festplatte

10 Neuer Speicher für Persistent Data Speziell entwickelt für Persistent Data Disk Lösung für den Preis von Tape Interaktiver Zugriff auf Tape Daten Nicht möglich mit Tape Höchste Packungsdichte Höher als Tape Weitere Einsparungen durch De-Duplikation Nicht möglich mit Tape ~80% Energie Kosten Einsparung Ähnlich wie Tape >80% Platz Einsparung

11 MAID - Historie 2002: Dennis Colarelli Uni of Colorado Untersuchung Archiv mit Disk zu Tape Kosten (Capex + Opex) Prägt den Begriff Massive Array of Idle Disks 2004: Copan stellt Revolution 200T vor 896 Festplatten in einen 19 Rack Max. ¼ der Disks aktiv 2008: Nexsan Produkte mit MAID : Diverse Storage Hersteller kündigen MAID Funktionalität an 1992 heute: Green IT durch EPA, APM, ACPI, Consumer Markt erzwingt neue Hardware

12 Technische Definition MAID MAID 1.0 Energieeinsparung Stromversorgung ein / aus 0 / 100% aka Disk Spin-down MAID 2.0 Level 0 immer AN 0% Level 1 Köpfe parken 15-20% Level 2 Drehzahl verringern 30-40% Level 3 Strom minimieren 60-70% Level 4 Abschalten 100%

13 Festplatten Technologie Heute Getrieben vom Consumer Markt Umdrehung vs. IO-Rate / Bandbreite / Kapazität SATA Auch im Enterprise Segment: MAID 2.0 Level 0-3 Automatisch oder Konfigurierbar Power-Cycles! SAS Im Enterprise Segment MAID 2.0 Level 1,3 Stromsparmodus konfigurierbar oder automatisch Von Server einstellbar (erweiterte IO-Befehle) 2,5 effizienter als 3,5 Stromeinsparung durch neue Technologien

14 Was kann MAID? Strom sparen Abwärme reduzieren RZ-Platz einsparen / effektiver nutzen Daten kostengünstig vorhalten Im Vergleich zu Band schnelle Bereitstellung der Daten (MTTFB) Hohe Kapazität bei kleiner Stellfläche Wenn Aktiv: Performance wie Festplatte

15 Energieeffizienz: Was verbraucht Strom? Vergleich Äpfel mit Apple Speichersystem 1-2 Controller, RAID-Engines Cache, IO-Kanäle Festplatten-Erweiterungseinheiten Festplatten (6 24 Watt) HW Array Low Mid HW Array High End SW Array Low Mid SW Array High End MAID Array Controller Diskshelf x SAS/15K h Summe: h Summe: h MAID 3: h MAID 3: Stromverbrauch: 1 Controller = Festplatten

16 MAID Produkte Im HMK Portfolio:

17 MAID: Die Implementierung ist wichtig Voraussetzung sind verfügbare Festplatten SATA und SAS lieferbar Abschalten / Spin-Down ist (fast) Standard Aber selten genutzt Copan liefert Produkte seit 2002 MAID 1.0 Nexsan seit 2008 MAID 2.0 Standard in allen Produkten Storage (iscsi + FC) Archivierungsappliance Unified Storage Appliance Zukünftig: Steuerung über OS / Applikation Solaris 10 bietet heute bereits API

18 Nexsan AutoMAID AutoMAID Definition AutoMAID reduziert automatisch Stromaufnahme und Abwärme für Idle Platten Die Abstimmung zwischen Antwortzeiten und Stromsparen sind frei definierbar AutoMAID funktioniert automatisch und verhält sich transparent zum Server Keine Software Änderungen notwendig Typische MAID Einstellungen: Level 1: Heads Unloaded 15% - 20% Einsparung Antworzeit in Milli-Sekunden Level 2: zusätzlich Reduzierung der Umdrehung (4000 RPM ) 35% - 45% Einsparung Antwortzeit ca. 15 Sekunden Level 3: Motor anhalten (sleep mode; powered on) 60% - 70% Einsparung Sekunden Antwortzeit Level 4: Nur für Erweiterungseinheit: Stromlos 100% Einsparung Sekunden Antwortzeit Weitere AutoMAID Funktionalitäten Wenn alle Festplatten im max. power saving Modus: Platten werden sequentiell hochgefahren um Netzteil nicht zu überlasten Festplatten werden periodisch hochgefahren, um die Daten zu überprüfen AutoMAID hat keinen Einfluss auf die Performance für Daten-Intensive Anwendungen Einfache Konfiguration: MAID-Level UND Standby-Zeit oder Uhrzeit

19 Nexsan: Die AutoMAID Produktpalette RAID NAS Storage CAS Secure Archive Highly Managed SAN Storage FC / SAS / iscsi NEXSAN Storage SASbeast/boy SATAbeast/boy NEXSAN NAS Assureon Edge NEXSAN CAS Assureon NEXSAN SAN DATABeast

20 Copan lebt! SGI s COPAN System vs. typische Disk-basierte Lösung Höhere Dichte benötigt weniger Platzbedarf im Rechenzentrum TB 896 TB Bis zu 5 mal höhere Zuverlässigkeit als traditionelle SATA Speichersysteme Ersparnis 44% in CAPEX Ersparnis bis zu 85% in OPEX Kann bis zu 100 mal mehr Daten speichern als traditionelle Speichersysteme

21 COPAN Maid Kanister und Shelf Disk Kanister (8 pro Shelf) Patentierte Einbauweise eliminiert Rotationsvibration innerhalb eines Shelfs Patent-pending Kannister Technologie ermöglicht effizienten und schnellen Service für 14 Disk Drives Acht Kannister zusammen generieren ein Disk Shelf Jedes Disk Shelf hält 112 Disk Drives mit separatem RAID Controller in jedem Shelf Disk Shelf (8 pro Kabinett)

22 Copan: Power Managed RAID Explizites Gesundheits-Management für die Festplatten 4,000,000 3,500,000 The MAID Advantage in Terms of Hard Disk Drive (HDD) Reliability Field HDD MTBF Growth % Less HDD Failures 3,388,207 Pro-Aktives Monitoring und Analyse der SMART Parameter der Festplatte Aktive Überprüfung der Daten Integrität (Disk-Scrubbing) MTBF (hours) 3,000,000 2,500,000 2,000,000 1,500,000 1,000, ,000 Nur maximal 25% der Festplatten sind aktiv oder mindestens 75% immer ausgeschaltet 0 04/23/ /01/ /09/ /17/ /28/ /05/ /14/ /24/ /02/ /10/2006 Date Erhöht die Lebensdauer um den Faktor 5!

23 Copan/SGI: Die nächste Generation Features COPAN 300 COPAN 400 Drive Capacities 896 drive cabinet) 250GB, 500GB, 1TB 1TB, 2TB, 3TB (ready) Protocol Support SCSI 3 Direct Access SCSI 3 Direct Access Performance ~200MBps per MAID shelf ~800MBps per MAID shelf External Storage Interface Dimensions (same as Revolution 300 Series) Processor FC (2Gbps) 30 w x 48 d x 87 h Intel ARM processor (600Mhz) FC (8Gbps), GigE (1Gbps, 10Gbps capable) 30 w x 48 d x 87 h Intel Based COMExpress Quad Core (~3.0Ghz) Power Management 0 25% peak power % peak power Application Software COPAN Systems MAID O/S v3.x COPAN Systems MAID O/S v4.0 Serviceability N+1 power (hot swappable) N+1 power (hot swappable), Hot swappable fans

24 Wir haben es in der Hand Immer eine gute Idee weiter!

25 Computer Technologies GmbH We manage your data Frankfurter Straße Kronberg