Как выбрать лучший SSD для корпоративных устройств?

Производительность и надежность: ключевые требования к твердотельным накопителям для корпоративных рабочих нагрузок

IOPS, задержка и последовательные скорости для корпоративных приложений

Для серверов баз данных, обрабатывающих OLTP-нагрузки, критически важна производительность случайного чтения свыше 1 миллиона IOPS. Системы финансовой торговли требуют времени отклика менее 100 микросекунд, чтобы успевать за изменениями на рынке, тогда как хранилища данных получают преимущества от последовательных скоростей выше 5 гигабайт в секунду при выполнении аналитических задач. Современные твердотельные накопители с интерфейсом PCIe Gen 5 обеспечивают последовательное чтение до 11 700 МБ/с — примерно в двадцать раз быстрее, чем у корпоративных жестких дисков. Такая скорость делает эти накопители практически незаменимыми для компаний, работающих с огромными наборами данных для обучения ИИ или выполняющих сложные операции видеорендеринга одновременно на нескольких узлах.

Общий объём записанных данных (TBW), количество циклов перезаписи в день (DWPD) и типы флэш-памяти NAND (TLC против eMLC против кэширования SLC)

Для корпоративных SSD, эксплуатируемых в течение пяти лет, требуется способность выдерживать как минимум три цикла записи в день, что соответствует примерно 8,76 петабайтам записанных данных на накопителе ёмкостью 1,6 ТБ. При балансировке бюджета и скорости для смешанных рабочих нагрузок комбинация NAND типа TLC с кэшированием SLC обеспечивает достаточно высокую производительность. С другой стороны, технология eMLC обеспечивает более высокую долговечность при интенсивных операциях записи, например, в приложениях серверного логирования. Защита от потери питания — это не просто важная функция, а необходимое условие для сохранения целостности данных во время транзакций. Почему? Потому что, согласно исследованию Института Понемона (Ponemon Institute), опубликованному в их отчёте за 2023 год о простоях в центрах обработки данных, проблемы с системами хранения вызывают приблизительно 82 % всех незапланированных простоев в различных отраслях.

Надёжность и целостность данных: ключевые функции SSD для обеспечения непрерывности бизнеса

Защита от потери питания (PLP) и сквозная защита пути передачи данных

Когда возникают непредвиденные отключения питания, корпоративные твердотельные накопители (SSD) подвергаются серьёзной угрозе потери данных. Именно здесь на помощь приходит защита от потери питания (Power Loss Protection). Эти системы используют специальные конденсаторы для генерации резервного питания на время, достаточное для завершения текущих операций записи. Представьте это как дополнительные несколько секунд, в течение которых накопитель переносит важные данные из временной памяти (DRAM) в постоянную область хранения на базе флэш-памяти NAND. Другим уровнем защиты является сквозная защита пути передачи данных (end-to-end data path protection). Эта технология проверяет данные на наличие ошибок с помощью контрольных сумм CRC в нескольких точках по пути их прохождения через систему — от интерфейса подключения к компьютеру до самих микросхем флэш-памяти. Такая двойная проверка позволяет выявлять досадные битовые ошибки до того, как они вызовут серьёзные проблемы в критически важных приложениях. Банки и крупные компании, предоставляющие облачные сервисы, уделяют особое внимание таким механизмам защиты, поскольку даже незначительные ошибки в финансовых записях или данных клиентов могут повлечь за собой колоссальные штрафы. Согласно исследованию Института Понемона, опубликованному в прошлом году, некоторые организации заплатили свыше 740 000 долларов США только в виде штрафов из-за простоев центров обработки данных.

Усовершенствованные функции ECC, поддержка RAID и возможности интеллектуального мониторинга SMART

Современные корпоративные SSD используют коды коррекции ошибок LDPC, которые способны исправлять примерно в четыре раза больше случаев инверсии битов по сравнению со старыми методами BCH. Это имеет большое значение, поскольку по мере старения NAND-памяти подобные ошибки возникают значительно чаще. Аппаратные RAID-системы также помогают, когда начинаются сбои. Если SSD демонстрирует признаки износа, система автоматически перестраивает данные на других накопителях массива с использованием контрольных сумм чётности. В то же время технология SMART постоянно отслеживает более тридцати различных параметров, связанных со здоровьем и производительностью накопителя. Например, равномерность распределения данных по накопителю и общее количество повреждённых секторов находятся в постоянном мониторинге. ИТ-администраторы обычно настраивают предупреждения при достижении определённых пороговых значений — например, при необходимости переназначения более пяти процентов секторов или при росте задержек на двадцать процентов выше нормального уровня. Такие оповещения позволяют заменить неисправные накопители до их полного выхода из строя, как правило, в рамках запланированного технического обслуживания, а не в результате внезапных простоев. Согласно недавнему исследованию Института Uptime Institute «Глобальный опрос центров обработки данных — 2023», компании, применяющие эту многоуровневую стратегию, сообщают о примерно на девяносто два процента меньшем количестве незапланированных простоев по сравнению с теми, кто ждёт проявления проблем перед началом действий.

Совместимость и развертывание: соответствие интерфейсов и форм-факторов твердотельных накопителей (SSD) аппаратному обеспечению предприятия

NVMe против SATA против SAS — реальная пропускная способность и соответствие конкретным сценариям использования

Выбор интерфейса твердотельного накопителя (SSD) существенно влияет на скорость выполнения рабочих задач в бизнес-среде. Накопители NVMe подключаются через линии PCIe и обеспечивают скорость передачи данных примерно в 5–7 раз выше, чем у накопителей SATA, достигая порой до 7000 МБ/с при чтении файлов напрямую с диска. Такая производительность необходима компаниям для таких задач, как обучение моделей искусственного интеллекта, выполнение сложного анализа данных в режиме реального времени или одновременное управление несколькими виртуальными машинами. В свою очередь, SSD с интерфейсом SATA имеют максимальную скорость около 600 МБ/с, однако они обычно более доступны по цене, что делает их вполне подходящими для базовых файловых серверов или резервного копирования важных документов. Также доступны SSD с интерфейсом SAS: они оснащены двумя встроенными портами подключения, поэтому при выходе из строя одного из них система продолжает работать без перерывов. Это особенно важно для систем баз данных, которые должны оставаться в сети круглосуточно и без простоев.

2,5 дюйма, M.2, U.2 и EDSFF: физическая интеграция в ноутбуках, рабочих станциях и серверах

Совместимость форм-факторов обеспечивает правильную установку и функционирование оборудования. В настоящее время большинство ультрабуков и компактных рабочих станций используют слоты M.2 шириной, как правило, 22 мм. Это позволяет экономить ценное внутреннее пространство, одновременно обеспечивая устройствам высокую скорость передачи данных по интерфейсу NVMe. Однако в центрах обработки данных ситуация иная. Многие устаревшие серверы по-прежнему используют стандартные диски формата 2,5 дюйма, тогда как в новых стоечных системах часто применяются диски U.2, которые можно заменять «на лету» и которые обеспечивают производительность NVMe. Последним трендом является формат EDSFF (Enterprise and Data Center Standard Form Factor — стандартный форм-фактор для корпоративных решений и центров обработки данных). Эти новые конструкции обеспечивают более эффективное охлаждение в плотно упакованных серверных стойках, а испытания показывают, что они обеспечивают примерно на 40 % большую ёмкость хранилища на ватт потребляемой мощности по сравнению с предыдущими решениями. Сегодня всё больше компаний комбинируют различные решения для хранения данных: например, они устанавливают NVMe-накопители формата M.2 в рабочие станции для быстрого доступа к важным файлам, а в фоновом режиме используют массивы EDSFF там, где требуется большой объём хранилища и гибкость.

Общая стоимость владения: оценка стоимости бизнес-SSD за пределами списочной цены

Реальная стоимость SSD для бизнес-оборудования намного превышает стоимость. Посмотреть на общую стоимость собственности имеет смысл, потому что есть так много других расходов, связанных с течением времени. Подумайте, как часто эти приводы нуждаются в обслуживании, их энергопотребление во время ежедневной работы и показатели выносливости, которые определяют, когда они в конечном итоге откажутся. Возьмем, к примеру, корпоративные SSD. Те, которые имеют более высокий показатель ТБВ, прослужат дольше, прежде чем потребуется их замена, что в конечном итоге экономит деньги. И не забывайте об энергоэффективности. Некоторые модели потребляют значительно меньше электроэнергии, что особенно важно в центрах обработки данных, где сотни или даже тысячи дисков работают одновременно день за днем.

Рассмотрим следующие скрытые аспекты затрат:

Согласно мнению лидеров отрасли, переплата примерно на 25 % за модели твердотельных накопителей (SSD) с высокой выносливостью фактически обеспечивает экономию около 40 % на совокупной стоимости владения (TCO) по истечении трёх лет. Это объясняется меньшим количеством отказов, сокращением времени, затрачиваемого на ремонт, и существенным снижением расходов, связанных с простоем (подробнее см. в отчёте Storage Insights за 2023 г. об эталонных показателях TCO для корпоративных SSD). Что касается производительности, важнейшее значение имеет также её стабильность. Накопители, которые сохраняют устойчивые скорости ввода/вывода даже при высоких рабочих нагрузках, позволяют избежать раздражающих потерь производительности именно в те моменты, когда операции достигают пика своей интенсивности. Компании, учитывающие все эти эксплуатационные расходы наряду с первоначальной ценой, получают значительно более чёткое представление о том, что такое реальная ценность в случае SSD. Такой подход помогает согласовать решения о технологических инвестициях с фактическими бизнес-целями, а не просто выбирать самое дешёвое решение на старте.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что такое IOPS и почему они важны?

IOPS означает количество операций ввода/вывода в секунду. Это метрика, используемая для оценки производительности запоминающего устройства, особенно при выполнении задач, требующих высокоскоростной обработки данных. Более высокие значения IOPS свидетельствуют о лучшей способности управлять интенсивными рабочими нагрузками, что критически важно для корпоративных приложений.

Как работает защита от потери питания в SSD?

Защита от потери питания (PLP) в SSD использует конденсаторы для обеспечения временного питания во время отключения электропитания, что позволяет завершить любые текущие операции записи безопасным образом. Это защищает данные от потери или повреждения при неожиданном отключении питания.

В чём разница между типами NAND-флеш-памяти TLC, eMLC и SLC?

TLC (трёхуровневая ячейка) хранит три бита на ячейку и обеспечивает баланс между стоимостью и производительностью. eMLC (многоуровневая ячейка для корпоративного применения) обеспечивает повышенную долговечность для корпоративных задач. SLC (одноуровневая ячейка) использует один бит на ячейку и обеспечивает превосходную скорость и стойкость; часто применяется в кэшировании для повышения производительности.

Почему совокупная стоимость владения (TCO) важна для твердотельных накопителей (SSD)?

Совокупная стоимость владения (TCO) учитывает все расходы, связанные с использованием твердотельных накопителей (SSD), включая техническое обслуживание, энергопотребление и долговечность. Оценка TCO помогает компаниям понять долгосрочную ценность и потенциал экономии затрат, выходящий за рамки первоначальной цены покупки.