Speichermedien für Tiered-Storage-Architekturen
Mehrstufiger Speicher mit Zukunft
Das exponentielle Datenwachstum gerät für viele Unternehmen zunehmend zum Problem. Doch wie begegnet die IT-Administration den steigenden Anforderungen an die Storage-Kapazität am besten? Tiered-Storage-Architekturen stellen dabei einen zentralen Lösungsansatz dar. Sie ermöglichen eine kostenreduzierende und effiziente Datenspeicherung auf unterschiedlichen Ebenen und Plattentypen.Die fehlende Speicherkapazität stellt zweifellos ein wichtiges IT-Thema für Unternehmen dar. Zugleich erhöht sich aber mit dem dramatisch steigenden Datenaufkommen aber auch die Komplexität des Daten-Managements. Das heißt, die Datenmenge ist nur eine Seite der Medaille, wenn es um den Einsatz effizienter Storage-Lösungen geht. Die in letzter Zeit zunehmende Consumerization der IT hat darüber hinaus dazu geführt, dass sich zusätzliche Daten auf den unternehmenseigenen IT-Systemen befinden. Dies betrifft zum Beispiel Audio- und Videodateien oder Social-Media-Content. Dieses zunehmende Datenchaos stellt die IT-Abteilungen vor immer größere Herausforderungen: zum einen, was das Management der vielfach unstrukturierten Daten betrifft, und zum anderen im Hinblick auf die Benutzeranforderung, dass ein Datenzugriff schnell und zu jeder Zeit möglich sein soll.
Speicherhierarchie mit automatisiertem Management
Die mit dem steigenden Datenvolumen und der höheren Komplexität verbundenen Herausforderungen sind damit klar umrissen. Angesichts dieser Ausgangslage mit mehreren, sich gegenseitig beeinflussenden und verstärkenden Faktoren ist ein Investment in die richtige Lösung und Technik wichtiger denn je. Da digitale Daten heute das "Lebenselixier" fast aller Unternehmen darstellen, zählt der Bereich "Storage" zu den geschäftskritischsten Elementen des IT-Setups.
Dabei gehören Tiered-Storage-Architekturen zu den wirkungsvollsten Möglichkeiten, die genannten Anforderungen zu erfüllen. Eine Tiered-Storage-Lösung bietet ein automatisiertes Daten-Management, das heißt Daten werden auf unterschiedlichen Ebenen gesichert - und zwar in Abhängigkeit von den Anforderungen hinsichtlich Kosten, Performance, Verfügbarkeit, Sicherheit oder Daten-bereitstellung.
In Tiered-Storage-Architekturen kommen sowohl HDDs (Hard Disk Drives) als auch SSDs (Solid State Drives) zum Einsatz. Damit lassen sich die Vorteile nutzen, die die beiden Techniken jeweils bieten: die SSDs mit einer hohen Geschwindigkeit beim Lesen von Daten und einem geringen Stromverbrauch sowie die HDDs mit einer hohen Speicherkapazität, geringen Kosten und einer langen Lebensdauer.
Flash-Technik der Enterprise-Klasse
Generell wird der Einsatz von SSDs auch im Storage-Bereich mehr und mehr zur Regel werden, wenn die Kapazität der Solid State Drives weiter steigt und die Preise sinken. Die Abstriche, die der Anwender bei der Kapazität machen muss, sind heute schon gering. So hat beispielsweise Toshiba ein neues SSD mit immerhin 1,6 TByte angekündigt. Es handelt sich dabei um ein so genanntes Enterprise SSD (ESSD) mit NAND-Flash-Technik ("NOT-AND"-Logik), die auf einer kosteneffizienten, im 24-Nanometer-Fertigungsverfahren produzierten "Enterprise Multi-Level Cell" (EMLC) basiert. Neben der hohen Speicherkapazität bietet das Flash-System eine Übertragungsrate von bis zu 12 GBit/s mit einer Dual-Port-SAS-Schnittstelle (SAS - Serial Attached SCSI).
Tier 0 für hohe Geschwindigkeit: Eine zukunftssichere Tiered-Storage-Architektur basiert auf vier Ebenen. Auf Tier 0 sollten IT-Verantwortliche neue Enterprise Solid State Drives einsetzen, die Hochverfügbarkeit und einen sehr hohen Datendurchsatz bieten. Das wichtigste Feature auf diesem Tier ist die hohe Performance, das heißt, dass Nutzer immer einen unmittelbaren Datenzugriff haben. Dort sollten sich die unternehmenskritischen Informationen befinden, auf die schnell und zwar von einer großen Zahl an Anwendern zugegriffen werden muss: zum Beispiel Datenbanken oder E-Mail-Konten. ESSDs mit einem Flash-Speicher stellen für diesen Zweck die ideale Lösung dar. Da die SSDs keine beweglichen Teile besitzen, arbeiten sie beim Lesen der Daten erheblich schneller als herkömmliche Festplatten. Schließlich müssen sie keinen Schreib-/Lesekopf zum Einlesen der Daten in Position bringen.
Obwohl die SSD-Technik vergleichsweise teuer ist, liegen die Kosten im Hinblick auf die Input-/Output-(I/O-)Performance bei einer ESSD mindestens um ein Zehntel niedriger als bei einer HDD mit 15.000 rpm (Umdrehungen pro Minute). Dabei sollten SSDs mit NAND-Flash-Speicher zum Einsatz kommen: entweder SLCs (Single-Level Cells) oder MLCs (Multi-Level Cells). Eine SLC-Speicherzelle kann ein Bit pro Zelle speichern, eine MLC-Speicherzelle zwei oder mehr Bit pro Zelle, da sie eine größere Anzahl von Spannungsebenen verwendet (vier oder acht statt zwei wie bei der SLC).
Domäne der Festplatten
Tier 1 für häufigen Datenzugriff: Diese Speicherebene eignet sich für Daten, auf die Anwender und Applikationen häufig zugreifen müssen. Es empfehlen sich SAS-HDDs der Highend-Klasse mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 15.000 rpm. Sie sind die ideale Kompromisslösung im Hinblick auf Energieverbrauch, Latenz- und Zugriffszeit. Im Vergleich zu SAS-HDDs mit 10.000 rpm weisen sie eine geringere Kapazität und damit höhere Kosten pro Gigabyte auf. Da auf diesem Level jedoch weniger HDDs erforderlich sind, stellen sie die bestmögliche Lösung im Hinblick auf das Kriterium "I/O-Performance pro Sekunde" dar.
Tier 2 für Performance und Kapazität: Dieses Layer sollte für Anwendungen mit direktem Speicherzugriff zum Einsatz kommen, die eine hohe Kapazität erfordern. Ideal geeignet sind dort schnelle SAS-HDDs mit 10.000 rpm. Sie bieten unter allen HDD- und SSD-Lösungen die beste Ausgewogenheit zwischen Performance, Kapazität und Preis. Es handelt sich dabei in der Regel um energieeffiziente 2,5 Zoll große HDDs, die sich durch eine geringe Wärmeentwicklung und damit niedrigen Kühlungsbedarf auszeichnen.
Tier 3 für die digitale Historie: Der vierte und letzte Layer im Bereich Enterprise Storage umfasst geschäftskritische Daten, die ein Unternehmen zwar nicht täglich benötigt, die aber zu speichern und zu archivieren sind. Auch wenn bei diesen die Dauer für die Datenbereitstellung (Recovery Time Objective - RTO) unkritisch ist, sollte der Zugriff darauf relativ schnell erfolgen. Es empfehlen sich Nearline-HDDs mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 7.200 rpm und geringen Kosten pro Gbyte. Geeignet sind sie für die Speicherung großer Datenmengen - zum Beispiel für historische Daten oder Transaktionsdaten.
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