Unità SSD (Solid State Drive) tradizionali
Scopri le differenze tra SSD (solid - state drive) aziendali e SSD tradizionali (precedentemente chiamati SSD a lettura intensiva).
Tradizionalmente, gli SSD aziendali sono basati su flash MLC (high - endurance multi - level cell) e possono gestire fino a 10 scritture di unità al giorno. Tali SSD sono indicati come SSD aziendali in questo documento (precedentemente denominato eMLC). Ora, a causa dei progressi del software e delle richieste del settore, è possibile utilizzare SSD meno intensi per la scrittura con applicazioni in cui le operazioni di scrittura sono meno frequenti. IBM® offre diversi SSD mainstream 4 K, inclusi i codici funzione ES8Y, ES8Z, ES96, ES97, ESE7, ESE8, ES83, ES84, ES92, ES93, ESE1e ESE2.
Differenze tra SSD tradizionali e SSD aziendali
Gli SSD tradizionali sono meno costosi da usare, ma hanno anche una minore resistenza e prestazioni di scrittura casuali.
Il flash NAND utilizzato nelle unità tradizionali tende ad essere di durata inferiore rispetto al flash NAND utilizzato negli SSD che sono destinati a carichi di lavoro più intensi in scrittura. Pertanto, il numero di operazioni di scrittura su un'unità principale è limitato (in genere, una scrittura unità al giorno (DWPD) rispetto a 10 DWPD su un'unità aziendale).
Una scrittura di unità al giorno scrive l'intera capacità dell'unità in 24 ore. Ad esempio, un DWPD per un'unità da 387 GB scrive 387 GB di dati sull'unità in 24 ore. È possibile scrivere più dati in un giorno, ma il DWPD è il tasso di utilizzo medio in base al quale viene calcolata la durata dell'unità. Poiché molte applicazioni richiedono solo circa 1 DWPD, queste unità sono le unità più comunemente utilizzate nel settore e quindi utilizzate per le applicazioni tradizionali. Solo le applicazioni che richiedono un'elevata durata o le prestazioni di scrittura casuali più elevate richiedono unità aziendali.
Gli SSD hanno una capacità flash NAND superiore alla capacità nominale dell'utente dell'unità. Questa capacità aggiuntiva, denominata over - provisioning, viene utilizzata dall'unità di controllo SSD durante il funzionamento dell'unità. Quando è disponibile un eccesso di provisioning, il controller estende la durata del flash in modo più efficace. Il flash NAND può essere scritto (programmato) e letto in piccole unità chiamate pagine, singolarmente, ma per riscrivere tale pagina, la pagina deve prima essere cancellata e quindi nuovamente programmata.
A causa dell'architettura del flash NAND, le operazioni di cancellazione vengono completate a livello di blocco e non a livello di pagina. Ogni blocco contiene da centinaia a migliaia di pagine. Pertanto, per cancellare un blocco, tutti i dati validi devono prima essere trasferiti in un altro blocco e poi è possibile cancellare il blocco. Il controller SSD quindi ricerca i blocchi con grandi proporzioni di pagine che hanno dati che possono essere cancellati. Quindi, il controllore SSD si sposta e combina le pagine di dati che devono essere conservati in blocchi precedentemente cancellati, che quindi libera questi nuovi blocchi per la cancellazione.
Questo processo di spostamento dei dati per liberare blocchi per la cancellazione è denominato garbage collection. L'aumento dell'over - provisioning di un SSD consente al controller di essere più efficiente nella raccolta dei dati obsoleti e riduce al minimo le operazioni di lettura e di programma aggiuntive.
Tutte queste operazioni in background risultano in un numero maggiore di dati scritti sul flash rispetto a quanto scritto sull'unità. Il rapporto tra i dati scritti in flash e i dati scritti nell'unità viene definito amplificazione di scrittura. Tutto il resto essendo uguale, l'amplificazione di scrittura è maggiore per le unità con un over - provisioning inferiore.
Il costo per GB di un'unità principale è in genere inferiore al costo per GB di un'unità aziendale. Il costo è basso perché la quantità di over - provisioning è inferiore e quasi tutta la memoria flash nell'unità è disponibile per memorizzare i dati.
Le unità tradizionali sono simili alle unità aziendali in termini di prestazioni di lettura. Tuttavia, a causa del minore over - provisioning delle unità mainstream, le prestazioni di scrittura casuale sono ridotte a causa del numero più elevato di operazioni in background necessarie per la raccolta dei dati obsoleti e l'amplificazione di scrittura associata. Pertanto, un over - provisioning inferiore diminuisce sia le prestazioni che la durata. Le prestazioni di lettura non sono influenzate.
Le differenze di durata implicano che quando si formano i disk array, non è necessario combinare le unità tradizionali con le unità enterprise perché l'adattatore PCIe SAS rimuove i dati tra le unità, inviando dati uguali a ciascuna unità. Gli adattatori IBM PCIe SAS non consentono la combinazione di unità tradizionali con unità aziendali quando si creano array RAID.
È necessario monitorare i sintomi di fine vita per le unità tradizionali a causa delle loro limitazioni di resistenza. Internamente, quando l'unità si avvicina alla fine del ciclo di vita, viene generato un viaggio PFA (Predictive Failure Analysis) e viene registrato un messaggio del sistema operativo. Quando questo viaggio viene generato, l'unità continua ad essere eseguita, ma deve essere sostituita il più presto possibile. Il codice di viaggio PFA per la fine del ciclo di vita è uguale al codice di viaggio PFA per gli errori termici. Pertanto, è possibile determinare la causa principale di un errore utilizzando il supporto del sistema operativo fornito da un comando indicatore di combustibile.
Un'unità principale non è adatta per i carichi di lavoro con scrittura intensiva. Supponendo un carico di lavoro tipico fortemente casuale, a circa 3394 TB di operazioni di scrittura su un'unità mainstream 1.9 TB, l'unità è alla sua massima capacità di scrittura prevista. Se le operazioni di scrittura superano la capacità di scrittura massima dell'unità, il completamento dell'operazione di scrittura richiede più tempo. Un messaggio PFA (Predictive Failure Analysis) indica che è necessario sostituire l'unità.
Se si ignora il messaggio PFA e si continua a inviare le richieste di operazione di scrittura all'unità, l'unità non è in grado di accettare i comandi di scrittura e accetta solo i comandi di lettura per un certo periodo di tempo. Un'operazione di scrittura non riuscita genera un messaggio di errore più grave che indica che l'unità deve essere sostituita.
La natura del carico di lavoro influisce sulla capacità massima dell'operazione di scrittura. Ad esempio, se viene utilizzata una percentuale elevata di operazioni di scrittura orientate in modo sequenziale invece di operazioni di scrittura orientate in modo casuale, la capacità massima dell'operazione di scrittura aumenta. È necessario controllare periodicamente la percentuale di durata di scrittura rimanente dell'unità e, se necessario, regolare il carico di lavoro o riassegnare l'unità. Controllare la durata rimanente su ciascuna delle unità principali singolarmente, anche se tutte le unità si trovano nello stesso array.
Il malfunzionamento dei dispositivi SSD mainstream IBM è coperto dalla garanzia standard e solo i dispositivi SSD mainstream che non hanno raggiunto il numero massimo di cicli di scrittura sono coperti durante il periodo di manutenzione. I dispositivi SSD tradizionali che raggiungono questo limite potrebbero non funzionare in base alle specifiche e devono essere sostituiti. Questo costo di sostituzione non è coperto dalla garanzia standard o durante il periodo di manutenzione.
Il comando indicatore del carburante è un comando del sistema operativo che è possibile utilizzare per determinare la durata in un'unità. Quando un viaggio PFA viene riportato dall'unità, è possibile utilizzare il comando indicatore di combustibile per determinare la durata rimanente sull'unità principale. Quindi, è possibile decidere se l'unità ha raggiunto la fine del ciclo di vita o se il viaggio PFA si è verificato per un altro motivo.
Per istruzioni sull'utilizzo del comando di misurazione del carburante, selezionare l'opzione per il sistema operativo che si sta utilizzando: