என்டர்பிரைஸ் தரவு செயலாக்கத் தேவைகளுக்கு ஏற்ற SSD திறன் எவ்வளவு?

SSD திறனின் உண்மை நிலைகளைப் புரிந்துக்கொள்ளுதல்: மூல (Raw), பயன்பாட்டு (Usable) மற்றும் செயல்திறன் அடிப்படையிலான (Effective)

எவ்வாறு மீது-வழங்கல் (Over-Provisioning) மற்றும் ஃபர்ம்வேர் சுமை (Firmware Overhead) ஆகியவை பயன்பாட்டு SSD திறனைக் குறைக்கின்றன

தொழில்நுட்ப தரம் கொண்ட SSDகளில் குறிப்பிடப்படும் எண்கள், பயனர்கள் உண்மையில் அணுகக்கூடிய இடத்தை விட, அவற்றின் உள்ளே உள்ள முதன்மை NAND சேமிப்பு அளவையே குறிப்பிடுகின்றன. தயாரிப்பாளர்கள் 'ஓவர் ப்ரோவிஷனிங்' (அதிகப்படியான ஒதுக்கீடு) பற்றி பேசும்போது, இயக்கியை பல எழுதுதல் செயல்களை சமாளிக்கும்போது சீராக இயங்க வைப்பதற்காக, கழிவு சேகரிப்பு (garbage collection) மற்றும் தேய்வு சீராக்கம் (wear leveling) போன்ற செயல்களுக்காக அந்த முதன்மை இடத்தில் சுமார் 28% ஐ தனியாக ஒதுக்கி வைக்கின்றனர். இதற்கு மேலும், பிழை திருத்தங்கள், தவறான பிளாக்குகளை மேலாண்மை செய்தல் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு சாதனத்தின் தகவல்களை சேமித்தல் போன்ற செயல்களுக்காக ஃபர்ம்வேர் மூலம் மேலும் 7 முதல் 10% வரை இடம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த அனைத்து ஒதுக்கீடுகளும் உண்மையில் பயன்பாட்டிற்கு கிடைக்கும் இடத்தை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைக்கின்றன. உதாரணமாக, 1TB என விளம்பரப்படுத்தப்படும் ஒரு சாதனம், பொதுவாக சுமார் 930GB மட்டுமே பயன்பாட்டிற்கு கிடைக்கும். ஐடி உள்கட்டமைப்பை திட்டமிடும்போது இந்த வேறுபாடு மிகவும் முக்கியமானது. தரவுத்தளங்கள் அல்லது மாய இயந்திரங்களுடன் (virtual machines) பணிபுரிபவர்கள் அனைவரும், தொடர்ச்சியான உள்ளீடு/வெளியீடு (I/O) செயல்திறன் என்பது வெறும் வசதிக்காக இல்லை; அது சேவை மட்ட ஒப்பந்தங்கள் (SLAs) முழுமையாக நிலைத்திருக்கின்றனவா அல்லது உச்ச பயன்பாட்டு நேரங்களில் மீறப்படுகின்றனவா என்பதை நேரடியாக பாதிக்கிறது என்பதை நன்றாக அறிவர்.

வன்பொருள்-முடுக்கப்பட்ட சுருக்கம் மற்றும் டூப்ளிகேட் நீக்கம் மூலம் செயல்திறன் கூர்மையான SSD திறன் அதிகரிப்பு

இன்றைய தொழில்முறை SSDகள், கட்டுப்பாட்டு சிப்பியினுள் தானாகவே இயங்கும் வன்பொருள் முடுக்கப்பட்ட சுருக்கம் மற்றும் மீள்வரைவு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி திறன் இழப்பை எதிர்த்துப் போராடுகின்றன. LZ4 சுருக்க முறை உரைக் கோப்புகள் மற்றும் பதிவு பதிவுகளுக்கு மிகச் சிறப்பாக வேலை செய்கிறது; அவற்றின் அளவை பெரும்பாலும் பாதி முதல் இரண்டில் ஒன்று வரை குறைக்கிறது. வெவ்வேறு மாய இயந்திரங்கள் அல்லது கண்டெய்னர் படங்களில் தரவு துண்டுகள் மீண்டும் மீண்டும் திரும்பி வரும்போது மீள்வரைவு நுட்பம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த இரண்டு தொழில்நுட்பங்களும் ஒன்றாக செயல்படும்போது, உண்மையில் இயற்பியல் NAND சேமிப்பின் 1.5 முதல் 2 மடங்கு வரை பெரியதாக இருக்கும் 'செயல்திறன் சேமிப்பு' (effective capacity) எனப்படும் சேமிப்பு உருவாகிறது. உதாரணமாக, ஒரு தரநிலை 15TB QLC SSD இந்த மேம்பாடுகளால் தர்க்கரீதியான தரவுகளின் அளவை 27TB வரை செயல்திறன் முறையில் சேமிக்க முடியும். மாதிரி சரிபார்வைகள் மற்றும் சின்தெடிக் தரவு தொகுப்புகள் போன்ற மீள்வரும் அமைப்புகளைக் கொண்ட AI பயிற்சி தரவுத் தொகுப்புகளில் நாம் சில கண்டறியத்தக்க முடிவுகளைக் கண்டுள்ளோம். இந்த நிகழ்வுகளில் இடம் சேமிப்பு 80% வரை அடையப்படுகிறது; இது தாமதம் (latency) அல்லது வெளியீட்டு வேகம் (throughput) போன்ற செயல்திறன் அளவீடுகளில் எந்தவொரு குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தையும் ஏற்படுத்தாமல், அடர்த்தியான சேமிப்பு தீர்வுகளை காப்பகமாகவும், தயாரிப்பு நிலையாகவும் (staging) பயன்படுத்த வழிவகுக்கிறது.

முக்கிய தொழில்முறை வேலைச்சுமைகளுக்கு ஏற்ற SSD திறனை பொருத்துதல்

SQL தரவுத்தளங்கள்: IOPS அடர்த்தி, பதிவு தொகுப்பு மற்றும் SSD திறன் ஆகியவற்றின் சமநிலை

செயல்பாட்டு தரவுத்தளங்களுக்கான SSD திறனைத் திட்டமிடுவது, அதிகரித்து வரும் செயல்பாட்டு பதிவுகளை மேலாண்மை செய்யும்போது சீரற்ற IOPS தேவைகளை நிரல்படுத்துவதற்கு மிகவும் முக்கியமானது. எழுதுதல்-அதிகமாக உள்ள OLTP சுமைகளைக் கையாளும்போது, இந்தப் பதிவுகள் கிடைக்கக்கூடிய சேமிப்பு இடத்தில் சுமார் 20 முதல் 30% வரை இடத்தை அடைத்துக்கொள்ளும். போதுமான கூடுதல் இடம் இல்லாமல், எழுதுதலை மேலாண்மை செய்வதற்காக அமைப்பு அதிக உழைப்பைச் செய்யத் தொடங்கும், இது SSD-ஐ வேகமாக தீர்த்துவிடும் மற்றும் பதிலளிப்பு வேகத்தை மெதுவாக்கும். தொழில் தரத்தின் அடிப்படையில் பார்க்கும்போது, ஒரு நிமிடத்திற்கு சுமார் 50,000 செயல்பாடுகளைக் கையாளும் பெரும்பாலான அமைப்புகளுக்கு, அந்தப் பதிவுகளுக்காகவும், பஃபர் இடத்திற்காகவும், தற்காலிக தரவுத்தளச் செயல்பாடுகளுக்காகவும் குறைந்தபட்சம் தரவு திறனின் 1.5 மடங்கு திறன் தேவைப்படும். சுமார் 15 முதல் 20% கூடுதல் திறனை விடுத்து வைத்தல் உண்மையில் பெரிய வித்தியாசத்தை ஏற்படுத்தும். இது விறுவிறுப்பான காலங்களில் செயல்திறனை நிலையாக வைத்திருக்கும் மற்றும் வடிவமைப்புகளின் ஆயுளை நீட்டிக்கும். இது மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் போதுமான தாங்குதல் தலையீடு (endurance headroom) மற்றும் நேரத்துடன் நம்பகமான இயக்கத்தை பராமரிப்பதற்கு இடையே வலுவான தொடர்பு உள்ளது, குறிப்பாக நிறுத்தம் ஏற்படும்போது பெரும் நிதிச் செலவு ஏற்படும் முக்கிய வணிகச் சூழல்களில்.

மெய்நிகர் சூழல்கள் (vSphere/ஹைபர்-வி): ஒவ்வொரு VM அடர்த்திக்கும் மற்றும் ஸ்னாப்ஷாட் கொள்கைகளுக்கும் ஏற்ப திறன் அளவு

நிறுவனங்கள் மெய்நிகராக்கப்படும்போது, அந்த மெய்நிகர் இயங்குதளங்கள் (VMகள்) ஒன்றில் மற்றொன்று அடுக்கப்படுவதாலும், ஒவ்வொரு விருந்தினர் இயங்குதளமும் (guest OS) சேமிப்பிடத்தை ஆக்கிரமிப்பதாலும், மேலும் எல்லா இடங்களிலும் படிப்படியாக பெருகும் ஸ்நாப்ஷாட்கள் (snapshots) காரணமாகவும், அவை மிக அதிக அளவு சேமிப்பிடத்தை தேவைப்படுத்துகின்றன. பெரும்பாலான மெய்நிகர் இயங்குதளங்களுக்கு அவற்றின் இயங்குதளம் மற்றும் பயன்பாடுகள் மட்டுமே 40 முதல் 100 கிகாபைட் வரை தேவைப்படுகின்றன. ஆனால், மென்பொருள் புதுப்பிப்புகள் அல்லது பின்னடைவுகள் (backups) செய்யும்போது ஸ்நாப்ஷாட்கள் உருவாகும்போது, சேமிப்பிடத்தின் பயன்பாடு இருமடங்காகவும் அதிகரிக்கலாம். ஒரு சூழலில் 50க்கு மேற்பட்ட மெய்நிகர் இயங்குதளங்கள் இயங்கினால், IT வல்லுநர்கள் ஸ்நாப்ஷாட் மெட்டாடேட்டா, தற்காலிக கிளோன்கள் மற்றும் நேரத்துடன் சேர்ந்து திரட்டப்படும் ஸ்வாப் கோப்புகள் (swap files) போன்றவற்றை கையாளுவதற்காக, சுமார் கால் பங்கு அதிக எஸ்எஸ்டி (SSD) சேமிப்பிடத்தை தனியாக ஒதுக்கிவைக்க வேண்டும். மெலிதான வழங்கல் (Thin provisioning) ஆரம்பத்தில் சேமிப்பிடத்தை சிக்கனமாக பயன்படுத்த உதவினாலும், பின்னர் திடீரென சேமிப்பிடத்தின் பற்றாக்குறை ஏற்படுவதை யாரும் விரும்பமாட்டார்கள்; எனவே, செயல்திறன் சிக்கல்களை தவிர்ப்பதற்காக வழக்கமான சரிபார்வைகள் மிகவும் அவசியம். சிறந்த முடிவுகளை பெற, ஸ்நாப்ஷாட்கள் எவ்வளவு அடிக்கடி உருவாகின்றன என்பதை, நாம் கையாளும் வேலைச்சுமைகளின் (workloads) வகையுடன் பொருத்தமாக அமைத்துக்கொள்ள வேண்டும். முக்கியமான உற்பத்தி அமைப்புகளுக்கு மணிக்கு ஒரு முறை ஸ்நாப்ஷாட்கள் தேவைப்படலாம், அதே நேரத்தில் வளர்ச்சி/சோதனை (dev/test) சூழல்களுக்கு தினசரி ஸ்நாப்ஷாட்கள் போதுமானவையாக இருக்கலாம். இந்த அணுகுமுறை தேவையில்லாத தரவு நகல்களைக் குறைக்கிறது, மேலும் தேவைப்படும்போது பிரச்சனைகளிலிருந்து மீட்க முடியும் என்ற திறனை பாதுகாக்கிறது.

கோப்பு மற்றும் பொருள் சேமிப்பு சர்வர்கள்: மெட்டாத்தரவு அதிகச்சுமை மற்றும் தொடர் வெளியீட்டு திறன் தேவைகள்

SSD சேமிப்பகம் கோப்பு மற்றும் பொருள் சேமிப்பு பணிச்சுமைகளைக் கையாளும்போது, மெட்டாடேட்டா தொடர்பான பணிகளுக்கும், உண்மையான தரவுகளை நகர்த்துவதற்கும் இடையே பிரிக்கப்படுகிறது. மெட்டாடேட்டா அதிகமாக உள்ள அமைப்புகள் — எடுத்துக்காட்டாக, சுகாதாரத் துறையின் படங்களைச் சேமிக்கும் காப்பகங்கள் அல்லது பெரும் சட்ட ஆவணத் தொகுப்புகள் — பெரும்பாலும் கோப்புகளை வரிசைப்படுத்துதல், கோப்புறைகளை உலாவுதல் மற்றும் யார் என்னவற்றை அணுகலாம் என்பதை மேலாண்மை செய்தல் போன்ற பணிகளுக்காக, மொத்த இடத்தில் ஏறக்குறைய கால் பங்கு முதல் மூன்றில் ஒரு பங்கு வரையிலான இடத்தை ஒதுக்கி வைக்க வேண்டியிருக்கும். இத்தகைய அமைப்புகள் சிறிய கோப்புகள் பலவற்றுடன் வேலை செய்யும்போது வேகமான பதில்களைப் பெற விரும்பினால், ஒவ்வொரு பத்து டெராபைட்டிற்கும் குறைந்தபட்சம் 15,000 IOPS தேவைப்படும். மறுபுறம், தரவை வேடிக்கையாக (சீரற்ற முறையில்) அணுகுவதை விட தரவை வேகமாக வழங்குவதில் முக்கியத்துவம் அளிக்கும் அமைப்புகள் — எடுத்துக்காட்டாக, வீடியோ திருத்தும் நிலையங்கள் அல்லது நீண்டகால தரவு சேமிப்புக் குழுக்கள் — நேரடி வேகத்தையே (straight line speed) முக்கியத்துவம் அளிக்கின்றன. அவை தொடர்ச்சியாக வினாடிக்கு 1.5 கிகாபைட்டுக்கு மேற்பட்ட எழுது வேகத்தை பராமரிக்க வேண்டும். QLC-அடிப்படையிலான SSDகள் இத்தகைய காப்பக தரவுகளைச் சேமிப்பதற்கு நிதியியல் ரீதியாக நல்ல தேர்வாக இருக்கின்றன, ஆனால் இதில் ஒரு முக்கியமான கவனிக்க வேண்டிய விஷயம் உள்ளது. இந்த வடிவமைப்புகள் ஒவ்வொரு நாளும் அவற்றின் மொத்த திறனில் ஏறக்குறைய மூன்றில் ஒரு பங்கு (0.3) அளவுக்கு மீண்டும் எழுதப்பட்டால், அவை எதிர்பார்த்ததை விட மிக விரைவில் தீர்ந்துவிடும்.

SSD உறுதிநிலை மற்றும் கட்டமைப்பு: எழுது வேலைச்சுமைகளுக்கு ஏற்றவாறு திறன் ஒத்திருத்தல் ஏன் அவசியம்

TBW, DWPD மற்றும் NAND வகையின் தாக்கம்: உற்பத்தி சூழல்களில் SLC, TLC மற்றும் QLC SSDகள்

SSD-களின் உறுதிநிலை மூன்று முக்கியக் காரணிகளைப் பொறுத்தது: எத்தனை டெராபைட்கள் எழுதப்படலாம் (TBW), தினசரி எழுதுதல் திறன் (DWPD), மற்றும் உள்ளே பயன்படுத்தப்படும் NAND தொழில்நுட்பத்தின் வகை. SLC NAND மற்றவற்றை விட மிகவும் நீண்ட காலம் செயல்படும்; அது தீப்பிடித்து செயலிழக்கும் முன் 50,000 முதல் 100,000 வரை எழுது சுழற்சிகளை ஏற்றுக்கொள்ளும். இதன் பக்க விளைவு என்ன? இது மிகவும் விலையுயர்ந்தது — இதனால்தான் இது பெரும்பாலும் வேகம் மிக முக்கியமான கேஷ் அமைப்புகளில், குறிப்பாக நிதித்துறையில் உள்ள அதிக அதிர்வெண் வர்த்தக தளங்களில் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது. TLC ஒரு இடைநிலையை அடைகிறது; அது சுமார் 1,000 முதல் 3,000 வரை எழுது சுழற்சிகளை தாங்கும். இது படிப்படியாக படித்தலும் எழுதுதலும் அடிக்கடி நிகழும் சாதாரண தொழில்முறை சேமிப்பு தேவைகளுக்கு ஏற்றதாக உள்ளது. பின்னர் QLC வருகிறது; இது குறைந்த இடத்தில் மிக அதிக தரவை அடங்க வைக்கிறது மற்றும் ஒவ்வொரு கிகாபைட்டுக்கும் குறைந்த விலையில் கிடைக்கிறது. ஆனால் இதன் பிரச்சனை என்ன? இது அவ்வளவு நீண்ட காலம் நிலைத்திருக்காது — அதிகபட்சம் சுமார் 1,000 சுழற்சிகள் மட்டுமே. இது எழுதுதலை விட படித்தல் அதிகமாக நிகழும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது, எ.கா., பின்னடைவு கோப்புகள், அமைப்பு பதிவுகள், அல்லது உள்ளடக்கத்தை வழங்கும் வலைத்தளங்களுக்கான தற்காலிக கேஷ்.

செயற்கை நுண்ணறிவு/இயந்திர கற்றல் பயிற்சி கட்டமைப்புகள்: தொடர்ச்சியான எழுது சுமைகளுக்கு உட்பட்ட உயர் திறன் QLC SSD-களின் பயன்பாட்டுத் தகுதியை மதிப்பீடு

செயற்கை நுண்ணறிவு/இயந்திர கற்றல் பயிற்சி கட்டமைப்புகள் தனித்தன்மை வாய்ந்த, தொடர்ச்சியான எழுது முறைகளை ஏற்படுத்துகின்றன—அடிக்கடி பல டெராபைட் தரவுத் தொகுப்புகளை உள்ளிடுதல், மாற்றியமைத்தல் மற்றும் சரிபார்வை புள்ளிகளை (checkpointing) உருவாக்குதல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியவை. இந்த நிலைமைகளில், QLC SSD-கள் வேகமான தேய்வை எதிர்கொள்கின்றன: தொடர்ச்சியான 24/7 எழுது செயல்பாடுகள் அவற்றின் உயிருடன் இருப்பு வரம்பை (endurance budget) ஆண்டுகளுக்குப் பதிலாக மாதங்களிலேயே முடித்துவிடும்.

மிகை-வழங்குதல் (Over-provisioning) குறைந்த தரத்தின் நினைவகத்தின் (QLC) ஆயுளை நீட்டிக்க உதவுகிறது, ஆனால் அதன் அடிப்படையிலான கட்டமைப்பு வரம்புகளை மீற முடியாது. உற்பத்தி AI உள்கட்டமைப்புகளுக்கு, NAND வகையை எதிர்பார்க்கப்படும் எழுது தீவிரத்துடன் (write intensity) — திறன் தேவைகளுடன் மட்டுமே அல்ல — ஒத்திசைவு செய்வது திடீர் மாற்றங்கள், செயல்திறன் வீழ்ச்சிகள் அல்லது தரவு ஒருமைப்பாட்டு அபாயங்களைத் தவிர்ப்பதற்கு அவசியமாகும்.