IBM Storage. SSDs und Flashsysteme - Ist das Ende der drehenden Platte gekommen? Technologietag Bernd Albrecht

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1 IBM Storage SSDs und Flashsysteme - Ist das Ende der drehenden Platte gekommen? Technologietag 2014 Bernd Albrecht IBM Corporation Storage Sales University IBM Corporation

2 Agenda Flashspeicher bringt ist das? Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs wo liegen die Unterschiede IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 ) Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal? 5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen? 6 Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin? IBM Corporation

3 Areal Density (Gb/in 2 ) Die Geschichte der HDD Speicherdichte % CAGR 100% CAGR Limit of Existing Technology Perpendicular Recording 1 0,1 0,01 60% CAGR 25% CAGR Thin film head MR head GMR head 0,001 0,0001 0,00001 IBM RAMAC (1 st Hard Drive) 0, Year IBM Corporation

4 Entwicklung der letzten Jahre Performance und Preis Performance-Entwicklung Hard-Disk (IOPS) ,1 <= 7200 RPM Desktop 5400 & k RPM 15k RPM IO Rate per GB und Hard Disk Drive Generation seit 1990 um Faktor 100 schlechter im Vergleich (über die letzen 10 Jahre) CPU Geschwindigkeit 8-10x DRAM Geschwindigkeit 7-9x Netzwerk 100x Bus Geschwindigkeit 20x Disk Drive Geschwindigkeit 1.2x Preisentwicklung Disk und Flash pro GB Flash Disk RPM Latency (ms) Seek (ms) IO/s * FC/SAS FC/SAS SATA/SAS IBM Corporation

5 Flash Benefit I/O Serviced by Disk 1. Issue I/O request (~ 100 μs) 2. Wait for I/O to be serviced (~ 5,000 μs) 3. Process I/O (~ 100 μs) Time to process 1 I/O request = 200 μs + 5,000 μs = 5,200 μs CPU Utilization = Wait time / Processing time = 200 / 5,200 = ~4% ~100µs Processing ~100µs CPU State Waiting ~5000 µs Time 1 I/O Request IBM Corporation

6 Flash Benefit Within an I/O Request I/O Serviced by Flash Memory 1. Issue I/O request (~ 100 μs) 2. Wait for I/O to be serviced (~ 200 μs) 3. Process I/O (~ 100 μs) Time to process 1 I/O request = 200 μs μs = 400 μs CPU Utilization = Wait time / Processing time = 200 / 400 = ~50% ~100µs Processing CPU State Waiting ~100µs ~200 µs Time 1 I/O Request Up to 12X Application benefit by only changing storage latency! IBM Corporation

7 Leistungssteigerungen wenig Flash mit großer Wirkung! nur 5% der Gesamtkapazität eines Plattensubsystems mit Flash SSD s automatisches Tiering aktiviert Transaction Workload IBM Corporation

8 Agenda Flashspeicher bringt ist das? Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs wo liegen die Unterschiede IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 ) Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal? 5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen? 6 Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin? IBM Corporation

9 Solid State Drives: Architected for the Data Center Entwickelt, um die Effizienz der Rechenzentren zu verbessern Hard Disk Drive (HDD) Solid State Drive (SSD) Verfügbarkeit Rotierenden Scheiben, mechanischen Arm Größeres Risiko von Datenverlusten Keine beweglichen Teile robuster und zuverlässiger Performance Hohe Latenzzeiten durchschnittlich 2 ms Niedrigere Responsefähigkeit Active: 16 watts 1 Idle: 11 watts 1 Mehr Watt, mehr Wärme, mehr Kosten Niedrige Latenz durchschnittlich 65us 50x bessere I/O Performance Active: 6 watts 2 Idle: <0.65 watts 2 Weniger Watt, weniger Hitze, weniger Kosten Stromverbrauch Platzanforderungen Mehrere Festplatten-Arrays / Racks Zusätzliche Energie und Kühlkosten Weniger Festplatten-Arrays / Racks Weniger Energie und Kühlkosten 10 1 Seagate Cheetah 15K.7 datasheet 2 Intel SSD DC S3700 datasheet source: Intel 2013 IBM Corporation

10 Flashspeicher Anbieter mehr als 200 Anbieter IBM Corporation

11 SSD - Flash Arten Endurance Durchhaltevermögen : TBW TeraBytes Written - liefert einen Vergleichswert, wie viel auf eine SSD innerhalb eines Zeitraums (3 oder 5 Jahre/ meist übereinstimmend mit Garantiezeitraum) geschrieben werden kann (P/E Zyklen) DWPD Drive Write Per Day - beschreibt wie oft eine SSD pro Tag (über die komplette Kapazität) überschrieben werden kann (5 Jahre/ unter Einbeziehung des Garantiezeitraum) - Mittels DWPD Wertes lässt sich die Lebenszeit der SSDs neutral vergleichen (Enterprise Value = 0,3 / 1 / 3, Enterprise =< 10) 12 IBM Enterprise x-architecture 2013 IBM Corporation

12 Reale Haltbarkeit ist Device abhängig Kalkulierbare Haltbarkeit SLC Flash Konfiguration 5 TB 1 GBps Schreiben 5TB 100,000 1GBps 15.8 Years Endurance emlc Flash Konfiguration 10 TB 1 GBps Schreiben 10TB 30,000 1GBps 9.5 Years Endurance MLC Flash Konfiguration 1 TB 500 MBps Schreiben 1TB 3, MBps Less than a year IBM Corporation

13 Beispiel: Intel SSD - Produktvergleich Feature Intel DC S3700 Series Intel DC S3500 Series Capacities (GB) /200/400/800GB 1.8-inch 200/400GB /120/160/240/300/480/800GB /240/400/800 GB Form Factors 1.8 / /2.5 NAND Litho 25nm MLC HET 20nm MLC Interface SATA 6Gbps (ATA8) SATA 6Gbps(ATA8-ACS2 ) Sequential Performance R/W (MB/sec) Up to 500/460 Up to 500/450 Random Performance R/W (IOPS) Up to 75K/36K IPOS Up to 75K /11.5K Average Latency (us) 50/65µs 50/65µs Power (active / standby) (W) Up to 5.0/ /0.65 Total 4KB random writes Up to 14.6 PB Up to 450 TB (800GB) Power Safe Write Caching Yes Yes Security AES-256 AES-256 End-to-End Data Path Protection Yes Yes Temperature Sensor Yes Yes Limit In rush Current (Soft Start Circuit + Staggered Spin Up) Yes Yes IBM Corporation

14 Vergleich zwischen Enterprise Value & NEW Enterprise SSDs Lowest cost / GB, high read performance Read intensive web/video serving, Boot drives, content delivery High performance an features, high write endurance Workload with mix of read/write, database, I/O caching & tiering IBM Enterprise Value SSDs NEW IBM Enterprise SAS SSDs Interface 6 Gb/sec Interface 6Gb/sec Capacity 64, 128, 256, 512 Sequential Read 350MB/sec Sequential Write 140 MB/Sec Random Read 50K IOPS Random Write 7.5K IOPS 1.4x Faster 3.6x Faster 2x Faster 6.7x Faster Capacity Sequential Read Sequential Write Random Read Random Write 200, 400, 800GB 500MB/sec 500MB/sec 100K IOPS 50K IOPS Endurance 64GB: 36 TBW 128GB: 72 TBW 256GB: 175 TBW 512GB: 350 TBW Up to 42x better Endurance 200GB: 3.6 PBW 400GB: 7.3 PBW 800GB: 14.6 PBW Reliability Security BER 1.2 million hour MTBF None <1 DWPD Higher reliability Reliability BER 2.5 million hour MTBF 3 months data retention at 65⁰C 10 DWPD Security 256-bit AES IBM Corporation

15 Leistungsklasse Flash ηs niedrigste Latenz sehr teuer DRAM us konstante Performance niedrige Latenz Server Flash DIMMs Server Flash PCIe Cards SAN Shared Flash Only Array Server Flash SSD Hybrid Array or SAN SSD FLASH Tier or Cache ms faire Latenz teure Festplatte unsymmetrisch Performance High-Performance Disk (FC /SAS) sec niedrigste Performance niedrigere Kosten High-Capacity Disk (NLSAS/SATA) IBM Corporation

16 Rechenbeispiel: benötige Kapazität 50 TB, IOPS Plattensubsystem mit 226 x 300 GB/10K 3 Jahre SW-Wartung Plattensubsystem mit 17 x 400 GB Flash SSD s 23 x 3 TB NL SAS 3 Jahre SW Wartung ~ 35% Einsparung IBM Corporation

17 Agenda Flashspeicher bringt ist das? Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs wo liegen die Unterschiede IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 ) Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal? 5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen? 6 Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin? IBM Corporation

18 Response Time [ms] Die Lösung eines Problems Premise: Die beste Speicher ist der, der am wenigsten bremst Keine Anwendung läuft besser mit Speicher, als sie es ohne Speicher tut Storage Performance bedeutet Rückkehr der I/Os zur Application so schnell wie möglich 1,0 0,8 0,6 Latenzunterschied bedeutet sofortige, höhere Effizienz und Benutzer / Anwendung Produktivität Nachhaltige Latenz bedeutet Skalierbarkeit der Anwendung, kostengünstig kontrolliertes Wachstum, Investitionsschutz und Wertschöpfung FlashSystem 840 Ideal 0,4 Other 0,2 0, , , , , ,000 IOPS FlashSystem 840, 70/30 4K Random Reads

19 Flash Kontroller - logisches Design und Flow Flash Controller - FPGA Data path, Hardware I/O logic Look up Tables and Write Buffer Controls 20 flash Chips FPGA Gateway Interface FPGA I/O and Direct Memory Access FPGA DRAM Write Buffer NAND Flash Memory Lookup Tables DRAM Control PPC and DRAM Out of Data path operations Garbage collection, Error Handling, System Health Wear Leveling, Statistics, etc.

20 IBM FlashSystem 840 Architektur Zwei high-speed non-blocking crossbar Busse für maximale Datenbandbreite von Host Interface Modulen zu Flash Modulen FPGA Komponenten im Datenpfad ermöglichen kleinste Latenzzeiten. Datenpfade verbinden alle Komponenten bei höchster Leistungsfähigkeit voll redundant Separate Management Busse für alle Komponenten, die nicht im Daten Processing liegen Redundante Batterien und Netzteile sichern alle Busse und verbundene Komponenten ab Canister-1 Canister-2 Das System ist von Grund auf für höchste Leistungsfähigkeit, höchste Verfügbarkeit, unterbrechungsfreie Wartbarkeit und unterbrechungsfreien µ-code Load designed

21 IBM FlashSystem Logische Komponenten Interface Kontroller RAID Kontroller Management Module CPUs (18) Flash Module (12) Rechenpower pur: 18 CPU s plus 48 Power PC-Chips Serie 7 bei Vollausbau

22 IBM FlashSystem 840 Highlights Macro Efficiency 2U form factor- minimal footprint for best of breed ROI Low power 625 watts Field upgradeable, granular capacity - 4, 8, 12, 16, 20, 24, 32, 40, 48 Reduce installation and management time with intuitive standardized GUI Enterprise Reliability Fully redundant and hot swappable architecture: - Flash modules, power supplies, batteries, interfaces, fans Maintain business continuity with non-disruptive maintenance and updates - Concurrent code load, highly serviceable design MicroLatency Low Latency 135/90 µs R/W Purpose-built, highly parallel design Maximize host CPU efficiency and productivity Extreme Performance 1.1M IOPS 8 GB/s Bandwidth Multiple connectivity interfaces - 16Gb/8Gb Fibre Channel - 40Gb QDR InfiniBand - 10Gb FCoE

23 IBM FlashSystem 840 Highlights Leistung im Überblick Minimum latency Write 90 µs Read 135 µs Maximum IOPS 4 KB Read (100%, random) 1,100,00 Optimiert für extreme Leistung, flexible Kapazität, höchste Verfügbarkeit und unterbrechungsfreien Komponententausch und µ-code Update Kapazitäts-Optionen Read/write (70%/30%, random) 775,000 Write (100%, random) 600,000 Maximum bandwidth 256 KB Read (100%, sequential) 8 GB/s Write (100%, sequential) 4 GB/s

24 IBM FlashSystem 840 Initialization USB Tool

25 IBM FlashSystem 840 Management GUI 840 IBM FlashSystem GUI Die XIV und Storwize GUI nun auch dem FlashSystem 840

26 IBM FlashSystem Angebotsvarianten Degrees of virtualization available: 840 V840 SVC HW based encryption No software stack Advanced software features All flash array External virtualization Advanced software features Full scalability Full environment virtualization VSC license option

27 IBM FlashSystem V840 Accelerate applications with enterprise-class, advanced storage capabilities IBM Real-time Compression IBM Easy Tier Thin provisioning Copy services Data Virtualization Highly available configuration Extreme Performance IBM MicroLatency Macro Efficiency Enterprise Reliability Scalable to 2.5 million IOPS Scalable to 19.2 GB/s Mixed Workload Consolidation 200 µs response time Flash-optimized design Scale up to 40TB usable and up to 200TB effective capacity in only 6U Scale up to 320TB usable and up to 1.6PB effective capacity in only 36U Effective capacity possible with optional Real-time Compression Advanced Data Services Copy Services, mirroring, replication, external virtualization, VAAI Concurrent code load Hot swappable architecture AES 256, HW-based encryption Fully redundant controllers

28 IBM FlashSystem V840 Maximum Performance Scaled Out (100% Read, 4 Building Blocks) * Latency (4K) 200µs IOPS (4K) 2,520,000 Bandwidth (128K) 19.2 GB/s Maximum Performance Scalable Build Block (100% Read, Cache Miss) Latency (4K) 200µs IOPS (4K) 630,000 Bandwidth (128K) 6.2 GB/s Maximum Performance Fixed Build Block (100% Read, Cache Miss) Latency (4K) 200µs IOPS (4K) 526,000 Bandwidth (128K) 6.2 GB/s Scale-up and Scale-out Configuration

29 Advanced software capabilities Redefine Tier 1 Performance Deep Application Integration Easy to Manage Enterprise RAS Software Defined Storage Flash for Less Than Disk Flexible Architecture Automated Tiering Thin Thin Provisioning Provisioning High availability Mirror data off-site configurations Dynamic More productive use More of productive u growth available storageavailable storage Across all supported Across host all support Without Without thin provisioning, thin provisioning, pre-allocated pre-allocated With thin provisioning, With thin applications provisioning, can applications can platforms platforms space is reserved whether the grow dynamically, but only consume space space is reserved whether the grow dynamically, but only consume space application uses it or not. they are actually using. application uses it or not. they are actually using. IBM Easy Tier SSD Management IBM Easy Tier SSD Management Hot-spots due to poor data layout. Hot-spots due to poor data layout. Mirror data off-site Network Dynamic growth Busiest data exten SSDs HDDs SSDs HDDs Busiest data extents identified are and auto SSDs HDDs SSDs HDDs Flash Disks Flash Disks Automatic relocated to highe Automatic Relocation performing Solid-s Relocation Network identified and automatically Optimized relocated to highest performance at performing lower overall Solid-state cost Disks Remaining data ex Remaining data extents take advantage can of take advantage of capacity, higher price opt Optimized performance and throughput. disks capacity, price optimized disks Optimized performance and throughput. Enable continuous data availability Synchronously over Metro dis Asynchronously over Global Synchronously over Metro distances. Application-level consistency Asynchronously over Global distances. Application-level consistency groups. Application-aware snapshots Eliminate application downtime for backup Local and remote replication Full suite of BC/DR capabilities

30 Flash for less than the cost of disk Redefine Tier 1 Performance Software Defined Storage Real-time Compression Store more data with less flash Deep Application Integration Flash for Less Than Disk Easy to Manage Enterprise RAS Flexible Architecture Thin Provisioning Dynamic growth Purchase only the storage you need when you need it Tipping Point Economics 98% Reduction In Processing Time 50% Reduction in TCO Improve data center economics with better environmentals 97% Reduction in Physical Footprint 95% Reduction in Power Consumption

31 Flexible deployment scale up and scale out Grow capacity and performance as needed: Redefine Tier 1 Performance Deep Application Integration Easy to Manage Software Defined Storage Flash for Less Than Disk Flexible Architecture Enterprise RAS Capacity Performance Enable/disable compression on specific data sets as needed Enable/disable automated tiering on data sets as needed Extend advanced software functions to third party storage

32 Agenda Flashspeicher bringt ist das? Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs wo liegen die Unterschiede IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 ) Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal? 5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen? 6 Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin?

33 IBM Flash Systems Wie setzt man es ein? Performance Booster für OLTP Datenbanken e.g. DB2, Oracle, SAP OLAP Online Analytic Processing e.g. business intelligence, ERP Systeme, Batch Verarbeitung Virtuelle Infrastrukturen e.g. VDI Umgebungen HPC High Performance Computing Cloud Infrastrukturen e.g. on demand, content distribution, web caching, GPFS, active file management, meta data etc. Nutzgraderhöhung des Rechners alle Open System Umgebungen bis zu 5-fach höhere Rechnerauslastung Traumpaar IBM Flash Systems + SVC Gesamtverhalten Write µs,... Read µs Overhead gerade mal 100 µs

34 4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC + SAP SAP production DB server ERP SCM SRM CRM BW SAP non-prod DB server Flash only pool Easy Tier pool HDD only pool ERP SCM SVC storage pools (managed disk groups) SVC nodes IBM Flash System Storwize / XIV *** IBM Flash Storage for SAP landscapes *** 40

35 4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC und SAP SAP production DB server ERP SCM SRM CRM BW SAP non-prod DB server SAP non-prod DB server SVC nodes stretched cluster SVC nodes IBM Flash System Storwize / XIV IBM Flash System Storwize / XIV *** IBM Flash Storage for SAP landscapes *** 41

36 4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC advanced functions SAP production DB server ERP SCM SRM CRM BW FlashCopy SVC nodes stretched cluster SVC nodes IBM Flash System Storwize / XIV IBM Flash System Storwize / XIV *** IBM Flash Storage for SAP landscapes *** 42

37 Stuttgarter Straßenbahnen AG Anwendungsbeispiele Unterstützung bei einer Problemlösung im TSM DLLA Prozedur (Dump Load format Load Audit) Getestete Laufzeit ohne Flash: 48 Stunden Echtlaufzeit bei der Problemlösung mit Flash: 8 Stunden Unterstützung bei der Reduzierung der Laufzeit zur Lohn-und Gehaltsabrechnung für Mitarbeiter Laufzeit ohne Flash: 2,5 Stunden Laufzeit mit Flash: 18 Minuten Wobei in beiden Beispielen die Datenbanken jeweils komplett auf Flashspeicher liefen

38 Agenda Flashspeicher bringt ist das? Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs wo liegen die Unterschiede IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 ) Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal? 5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen? 6 Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin?

39 Easy Tiering Weniger HDD Laufwerke

40 Easytier 3 STAT Tool: Volume Heat Distribution

41 Turbo Compression Solutions Turbo Compression inside Turbo Compression appliance Storwize V7000 gen 2 IBM FlashSystem or internal SSD as Flash Intel QuickAssist Smallest configuration < 1 TB SAN Volume Controller DH8 IBM FlashSystem, SSD in SVC ext. or arrays Intel QuickAssist Capacity depends on applications and infrastructure Kapazität Dimensionierung und Überlegungen zu Lösungsentwürfen Der Datenkompressionsfaktor bestimmt, wie viel Plattenplatz zurückgewonnen und wiederverwendet werden können Die Anzahl der RTC-Karten bestimmt, wie viele IO / sec, verarbeitet werden können Die Workload IO-Rate (IO/s /GB) übersetzt IO/s Werte in unterstützten Kapazitätswert Die Anzahl der IOgroups bestimmt, wie viele Volumes unterstützt werden können Flash-Kapazität kann mehr (oder weniger) IO/s justiert die gewünschten Responszeiten 52

42 Animated slide Easy Tier + Compression = «Turbo compression» 78% 120% 100% 80% Cumulative IOps vs. Capacity T C Easy Tier (no compression) 1 Volume 100 GB 4% Flash (4GB) 23% of IOps (Annahme : skew = 7) I O % 23% 60% 40% 20% RtC Compression (Annahme: 80% compression) 20% komprimierte Daten passen auf 4 GB 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 4% 20% Capacity % Go % Easy Tier + Compression 4% Flash 78% der IOps 53

43 Platformmöglichkeiten Durchsatz IO/sec 70 HDD 2% Flash System Turbo Compression 27, HDD 2% Flash System Easy Tier 18, HDD 900 GB 10 krpm RAID GB FlashSystem 70 HDD 9, HDD 900 GB 10 krpm RAID 5 55 TB Net usable Allocatable [saturated 60% File System use] Allocatable 80% capacity utilisation Net usable with compression factor 2.7 x / 63 saving Allocatablewith compression factor 2.7 x / 63 saving [saturated 60% File System use] Allocatable 80% with compression factor 2.7 x / 63 saving capacity utilisation Capacity [TB] Virtualisierung und Turbo Kompression verwandeln Infrastruktur Nutzbarkeit Physical Kapazität: 55 TB 9,000 KIO/s Virtuelle Kapazität : 248 TB 27,000 IO/s 54

44 Data Economics The Efficiency Conundrum The New Economics of Storage Changing the Storage cost curve LEVERAGING SOFTWARE DEFINED STORAGE Store more with what s on the floor Virtualisation Automated Tiering Thin Provisioning Data In The Right Place Reporting Capacity Forecasting Alerts Stop storing so much Data Reduction Technologies Deduplication Compression 30% loss RAID Spares 30% loss LUN Sizes Performance 15% loss Unused LUN s Zero access 40% loss Utilisation 55 Raw Usable Allocated Active Data Size

45 Agenda Flashspeicher bringt ist das? Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs wo liegen die Unterschiede IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 ) Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal? 5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen? 6 Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin?

46 IBM FlashSystem Kosten Leistungsklasse Flash DRAM L1 L2.. LX Flashspeicher Disksysteme IBM Flash System 1ns 500ns 1000ns 1µs Antwortzeiten 500µs 1000µs 1ms

47 PCM Phase Change Memories 1950 Anfänge der Chalkogene Forschung Optische Anwendungen via Laser Heute elektrisch mittels Stromstössen amorpher vs. kristalliner Zustand Multi Level PCM Chip Phasenwechselmaterial GST GeSbTe..(Germanium, Antimon, Tellur) Materialoptimierung Gruppe der Glaschalkogenide Write Latency im ns-bereich miniaturisierbar auf 4 nm Produktionslizensen PCM-Zelle Obere Elektrode Polykristallines Chalkogenid Heizer Untere Elektrode Programmierbarer Bereich Blütezeit ab 2016 (SSD s, Smartphones, Speicherkarten, USB)

48 STT-RAM (Spin Torque-Transfer RAM) Peter Grünberg Institut..(Forschungszentrum Jülich) Schreiben der Speicherzelle Logische Weiterentwicklung GMR-Effekt..und MRAM-Technologie Nanometer Sandwiches 50 x 50 nm elektrischer Impuls für...spinausrichtungsänderung (Schreiben) Strukturverkleinerungen notwendig höhere Leistungsfähigkeit Herstellkosten heute Einsatz in der Raumfahrt Massenfertigung für breites Anwenderfeld Logisch Null Logisch Eins Lesen der Speicherzelle

49 Racetrack Memory Chips Es bewegt sich nichts mehr Magnetic Pattern auf Nano-Drähten Permalloy (FeNi-Legierung) Leistung im Nano-Sekunden Bereich Fast keinen Stromverbrauch Dreidimensionale Chip Technologie 100 Bits per Draht, mehrere...millionen.drähte per Chip fach höhere Kapazitäten zu...flash Memories Vereinigt Leistungsfähigkeit von...flashspeichern und NV- RAM s mit...den kapazitiven Möglichkeiten von...festplatten

50 Kosten Leistungsklasse Racetrack Memories DRAM L1 L2.. LX PCM Flashspeicher Racetrack STT-RAM Disksysteme 1ns 500ns 1000ns 1µs Antwortzeiten 500µs SCM Technologien: PC-RAM (Phase Change), MRAM (Magnetic RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), Solid Electrolyte RAM, RRAM (Resitive RAM), STT-RAM (Spin Torque-Transfer RAM), Racetrack Memories 1000µs 1ms

51 Faktoren Kapazitätsentwicklungspotential vs. Flash heute (Faktor 1) Flash 1 14 ML-PCM 4 40 STT-RAM Racetrack

52 Neuordnung der Speicherhierarchie Logik Memory Aktiver Speicher Archivierung 1980 CPU RAM DISK TAPE 2014 CPU RAM FLASH DISK FC, SATA, SAS TAPE CPU RAM PCM DISK TAPE Memory like storage like

53 Halbleiterspeicher Technologie Entwicklungen Neue Nano- Technologien DRAM DRAM DRAM DRAM ML- PCM ML- PCM ML- PCM Flash SLC Flash emlc Flash MLC Flash TLC Flash SLC Flash emlc Flash MLC Flash TLC STT-RAM STT-RAM Racetrack Disk Disk

54 Der Übergang - HDD: emlc/tlc NAND Flash SSD Schnell + Höchster Preis emlc SSD emlc SSD 600 GByte emlc SSD 900 GByte PCM SSD 5000 GB PCM SSD 15k UPM SAS (146 GByte) Preisentwicklung Disk und Flash pro GB k UPM HDD ( GB) 10k UPM HDD TLC SSD Cloud Flash TLC SSD Cloud Flash Flash Disk Langsam + Niedrigster Preis 7,2k (3 TByte) 7,2k (5 TByte) 7,2k (7,5 TByte) 7,2k (10 TByte)

55 April 19, 2014

56 IBM FlashSystem Danke

57 Links Quick reference guide for System x SSDs Produktfamilie IBM FlashSystem IBM Plattenspeichersysteme IBM System Storage SAN Volume Controller Plattensysteme IBM Storwize V7000 Unified und Storwize V IBM Storwize V IBM Storwize V Elastic Storage IBM Bandspeichersysteme