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All-Flash Array: perché convengono

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All-Flash Array: perché convengono

13 Gen 2014

di Giampiero Carli Ballola

Le attrattive dei sistemi storage interamente basati su unità a stato solido sono molte e riguardano sia l’efficienza propria della funzione It sia il suo supporto al business. Considerazioni e un modello di costi per aiutare chi deve prendere una decisione importante per lo sviluppo del data center.

La tecnologia che sta alla base degli all-flash array, ossia dei disk array interamente formati da elementi a stato solido costituiti da memorie flash, è stata sviluppata negli anni Ottanta, ma non ha avuto applicazioni su larga scala sino a pochi anni fa, quando si sono rese disponibili tecnologie accessorie (tra queste, la deduplicazione dei dati, che riduce le esigenze di spazio su disco) che ne hanno reso possibile e conveniente l’impiego. Se si tiene conto che negli stessi anni si è accentuata la richiesta di storage ad alte prestazioni si capisce come oggi i responsabili in area I&O (Infrastruttura e Operazioni) guardino ai flash-array come “alla soluzione giusta al momento giusto”.

Figura 1: comparazione dei costi tra le performance dei dischi allo stato solido rispetto alle performance dell'hard-drive
Fonte: Forrester Research

Le prestazioni dei sistemi storage si misurano in termini di Iops (input/output operations per second), ossia sulle operazioni di I/O (input/output, o scrittura/lettura, come usa dire in quest’area) eseguibili in un secondo. Mentre un disco magnetico da 15.000 giri permette circa 200 Iops, su un disco a stato solido (Ssd) se ne possono eseguire migliaia. Ne risulta che il costo per operazione di un Ssd è più di sette volte inferiore a quello di un disco convenzionale (vedi Figura 1). È vero che il costo per GB di capacità è sette volte superiore, ma i prezzi delle memorie flash sono in continua discesa e l’adozione delle nuove celle multilevel di classe enterprise (eMLC) permette di quasi dimezzare i costi per GB degli Ssd senza sacrifici in durata e affidabilità. Altri grandi vantaggi dei flash array sono l’affidabilità e il basso costo di manutenzione. Se si guarda ancora alla Figura 1, si vede come un solo Ssd può gestire il carico di lavoro in termini di Iops di più trenta dischi convenzionali, ciascuno dei quali è una potenziale fonte di guasti. Questo, assieme all’intrinseca affidabilità dovuta alla mancanza di parti mobili, spiega come i responsabili I&O che li hanno adottati ne sottolineino la ridotta manutenzione e anche perché, nonostante gli Ssd abbiano una vita limitata dal numero di operazioni di scrittura eseguibili su una cella, la garanzia sui prodotti sia tipicamente di cinque anni.

Prestazioni e risparmi

Sebbene il grande impatto dello storage Ssd sia in ambito I&O, le doti prestazionali dei flash array si riflettono in tutta la funzione It. Per cominciare, c’è un drastico risparmio di energia: non soltanto, come s’è detto, un solo Ssd sostituisce dozzine di dischi standard, ma mentre quest’ultimo consuma energia anche in stato di attesa (idle) un Ssd in pausa non consuma quasi nulla, tanto che qualcuno pensa di usare i flash array anche in compiti a bassa frequenza di I/O, tipo archiviazione. Poi c’è il minore ingombro, che a parità di GB per rack unit può superare l’80%, coi relativi risparmi in termini di spazi da condizionare. Un vantaggio meno immediatamente percepibile riguarda il minor bisogno di Ram da parte dei server, che possono usare i flash array come una cache memory economica e capace riducendo anche il ricorso a Cpu multicore. E poiché le licenze software sono di norma legate al numero di core si risparmia anche su questo lato. Infine, ed è un aspetto che è stato colto da alcuni utenti, le prestazioni I/O dei flash array compensano un’eventuale inefficienza del codice mantenendo alto il livello di servizio. In altre parole: costa meno servirsi degli Ssd che riscrivere il codice delle applicazioni.

Tutti questi vantaggi si riflettono non solo sulla gestione della funzione It ma anche sul business. Prima di tutto perché una risposta veloce delle applicazioni aumenta la produttività dei dipendenti che se ne servono e poi perché i certi casi, come nelle analytics applicate alle operazioni, più velocità significa migliore capacità esecutiva. Infine, se il data center costa meno è un guadagno per l’intera impresa e questo vale tanto più quando business e It sono la stessa cosa. Non a caso le prime implementazioni su larga scala dei flash array sono tra i service provider.

Per il business e per l’It

Figura 2: potenziali benefici nell'implementazione degli All-Flash Array
Fonte: Forrester Research

Detto dei vantaggi (sinteticamente elencati nella tabella di Figura 2) è il momento di fare qualche considerazione strategica. La prima cosa da dire è che mentre la tecnologia dei dischi magnetici è ferma da anni a un punto oltre il quale non ci si possono più aspettare né incrementi prestazionali né sensibili riduzioni di prezzo, quella dei flash array è in pieno sviluppo su entrambi i fronti e sta avviandosi a diventare una soluzione mainstream. Non sostituirà completamente i sistemi a disco tradizionali (non almeno in un tempo che si possa prevedere) ma sta certamente uscendo dal campo delle soluzioni “di lusso” per applicazioni di nicchia per diventare lo storage di elezione in molte applicazioni business. L’interesse verso lo storage Ssd è generale (vedi Figura 3) e l’implementazione nei data center è già tra il 32 e il 36% per le società operanti nei campi del manufacturing, del retail e dei servizi finanziari, con una punta del 44% nell’entertainment (Forrester Research, ricerca del terzo trimestre 2012). È quindi probabile, ancora secondo Forrester, che i flash array saranno presenti in tutti gli ambienti transazionali e non solo in quelli performance-sensitive dei settori d’attività di cui s’è detto.

Figura 3: L'interesse delle aziende per il solid state storage sta crescendo
Fonte: Forrsights Hardware Survey, Q3 2012, Forrester Research

Dalle implementazioni del flash array in atto emergono due tipi fondamentali di acquirenti: coloro che sono spinti dai vantaggi prestazionali, per i quali il potenziamento del business vale il maggior investimento, e coloro che guardano ai vantaggi economici, per i quali, in una visione più di lungo termine e che considera tutti le voci di risparmio diretto e indiretto, conta il Roi sull’infrastruttura. Dalle considerazioni che seguono, basate su testimonianze raccolte da Forrester intervistando alcuni utenti delle due categorie, potete capire quale sia il vostro caso e agire in conseguenza.

Prestazioni e costi operativi

Figura 4 I parte: Il modello di costi operativi per gli All-Flash Array secondo Forrester
Fonte: Forrester Research

Nei casi in cui l’obiettivo è di accelerare l’esecuzione delle applicazioni e l’updating delle basi dati per rispondere a nuove esigenze di business, il puro salto prestazionale dei flash array batte ogni altro vantaggio e giustifica l’investimento. Si tratta di garantire i livelli di servizio stabiliti o anche di poterli innalzare, se necessario. Addirittura, alcuni utenti hanno dichiarato di poter rinunciare ai vantaggi della deduplicazione (accettando quindi un costo elevato in termini di capacità) se questa può degradare le prestazioni. Naturalmente, chi cerca le massime prestazioni in I/O deve badare anche alla latenza e sceglierà quindi connessioni Fiber Channel e iSCSI in reti SAN.

Figura 4 II parte: Il modello di costi operativi per gli All-Flash Array secondo Forrester
Fonte: Forrester Research

Nei casi invece dove l’obiettivo è un generale miglioramento dell’efficienza del data center occorre valutare tutte le voci di spesa e di possibile risparmio che l’adozione di flash array comporta in un ottica, più che d’investimento, di costi operativi proiettati nel tempo. È, intuibilmente, un lavoro complesso per la quantità di variabili in gioco, molte delle quali sfuggono a un primo esame. Per facilitare chi ritenga d’entrare in questa classe di acquirenti Forrester ha preparato un modello che considera il ciclo di vita delle attività connesse in modo diretto o indiretto a tale passaggio. Le sei tabelle che riportiamo in Figura 4 sono una check-list che il responsabile I&O o il Cio dovrà riempire con le cifre che saprà stimare riguardo i costi relativi alla pianificazione, progettazione, realizzazione, operatività, manutenzione e dismissione di un sistema flash-array. Il confronto con i costi relativi ai sistemi in atto darà la misura del vantaggio (o dello svantaggio, perché non è detto che i flash-array siano l’ideale per tutti) dell’operazione.

Giampiero Carli Ballola
Giornalista

Giampiero Carli-Ballola, nato nel 1942 e giornalista specialista in tecnologia, collabora con ZeroUno dal 1988. Segue i processi di digitalizzazione del business con particolare attenzione ai data center e alle architetture infrastrutturali, alle applicazioni big data e analitiche, alle soluzioni per l’automazione delle industrie e ai sistemi di sicurezza.

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