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Vor- und Nachteile von All-Flash-Arrays

Da vor allen Dingen immer mehr Geschwindigkeit in den Zeiten des Big Data benötigt wird, scheinen die All-Flash-Arrays die perfekte Lösung zur Verarbeitung großer Datenmengen zu sein. Und da die Preise von sowohl den Flash-Speicher-Chips als auch den SSDs (Solid State Drives) über die letzten Jahre hinweg gefallen sind, stellen sich jetzt die Fragen: Was ist ein All-Flash-Array? Und warum sollte man ein All-Flash-Array überhaupt einsetzen?

Einfach ausgedrückt ist ein All-Flash-Array ein SSD-System, das eine Vielzahl von Flash-Chips beinhaltet.

Die zweite Frage ist dagegen weniger leicht zu beantworten! Die beste Antwort ist: Kommt darauf an! Und zwar deshalb, weil alles – und so auch hier – im Bereich der Technologie seine Vor- und Nachteile hat. Flash-Arrays sind hauptsächlich auf Anwendungen mit extrem hohen Transaktionsraten oder Durchsatz ausgerichtet, bei denen Geschwindigkeit und Zeit entscheidend sind. Finanzgeschäfte wären beispielsweise ein solcher Anwendungsfall sowie riesige E-Commerce-Sites oder On-Demand-Streaming-Dienste. Hier ist das Input- und Output-Verhältnis (I / O-Verhältnis), das die Anwendung benötigt, der wichtigste Faktor. Da die I / O-Raten von normalen wie auch von Enterprise-Festplatten seit einigen Jahren unverändert niedrig bleiben, sind All-Flash Arrays hier eine passende Möglichkeit, die langsamen Festplatten zu ersetzen.

Bezüglich der I / O-Geschwindigkeiten pro Sekunde zitiert Dell/EMC die Marktforscher von IDC zum Beispiel, dass ein System, das 200.000 IOPS (In- / Outputs pro Sekunde) benötigt, um eine Anwendung auszuführen, nur 10 High-End-SSDs im Vergleich zu 1.000 herkömmlichen HDDs benötigt. Aus diesem Grund werden weniger Server benötigt, um die gleiche Leistung wie zuvor zu bekommen. Zusätzlich wird von einer All-Flash-Lösung weniger Energie verbraucht und es wird weniger Verwaltungszeit benötigt, um ein solches System zu verwalten. Zeit, die zum Beispiel im Falle einer Serverfarm viel Geld einbringen kann, das gespart oder anderweitig während des Jahres ausgegeben werden kann.

Und mit neu entwickelten Speicher-Controllern, die in modernen Systemen integriert sind, verfügen All-Flash-Arrays über alle notwendigen Funktionen, die heutzutage auch auf HDD-Systemen zu finden sind: De-Duplication, Kompression und Thin Provisioning sowie Snpashots, Clones, RAID, Verschlüsselung oder API Anbindung/Unterstützung. Mit eingebauter RAID-Unterstützung ist der Benutzer daher in der Lage, ein normales RAID 5 aus mehreren SSDs mit der gleichen Datensicherheit aufzubauen, die ein solches RAID-System normalerweise bietet.

Wenn also I / O-Geschwindigkeit und Zeitersparnis die Hauptvorteile von All Flash Arrays sind, wo liegen dann die Nachteile?

Das ist ganz einfach: Es ist natürlich der Preis! Denn obwohl Flash und SSDs billiger geworden sind, sind sie im Vergleich zu HDDs immer noch teuer. Der Kauf eines neuen All-Flash-Arrays kann im Vergleich zu einem normalen HDD-System eine kostspielige Angelegenheit sein, die sich nur dann bezahlt macht, wenn Sie das System lange verwenden.

Das andere Problem ist, dass SSD-basierte Systeme wie diese All-Flash-Arrays einen technologischen Nachteil haben: Technologisch gesehen sind Flash-Chips dann am besten, wenn Daten nur einmal darauf geschrieben und dann viele Male gelesen werden. Flash-Chips haben nur eine bestimmte Lebensdauer – basierend auf Datenschreibvorgängen. Der Trick ist also, möglichst wenige Schreibprozesse hervorzurufen, um dadurch die Lebensdauer eines All-Flash-Arrays zu verlängern. Das andere Technologieproblem ist der SSD-Trim-Befehl.

Der SSD-Trim-Befehl ist eine Technik zur Vermeidung von Schreib-Eingängen / -ausgängen (I / O), die die Lebensdauer eines Flash-Chips jedes Mal verkürzt. Trim ermöglicht es dem Betriebssystem, zu löschende Datenblöcke zu kennzeichnen, wenn sie vom lokalen Dateisystem freigegeben wurden. Dies bedeutet, dass der Prozess des automatischen Löschens weit im Voraus beginnt, bevor neue Daten auf den “leeren” Speicherplatz geschrieben werden.

Aufgrund dieser Tatsachen und zur Vermeidung von Verlust von sensiblen Daten, die in der Zukunft benötigt werden – die aus Compliance- oder rechtlichen Gründen archiviert werden müssen – sollten Flash-basierte Systeme nur in Umgebungen eingesetzt werden, in denen Daten “nur” gelesen oder analysiert werden, aber nicht verändert. So kann die Verwendung eines All-Flash-Arrays dafür genutzt werden – und zeigt seine enormen Geschwindigkeitsvorteile – zum Beispiel bei den Streaming-Servern von Youtube und anderen Anbietern.

Ein weiterer möglicher Anwendungsfall ist, diese Maschinen für die Analyse großer Datenmengen zu nutzen oder riesige Datenbanken darauf zu betreiben. Für alle Daten, die entweder permanent gespeichert werden müssen oder häufig geändert werden, sollten Sie entweder eine Disk-basierte Speicher- oder Serverlösung oder eine Hybridspeicherlösung wählen, die aus beiden Medientypen besteht – SSDs und herkömmliche Festplattenlaufwerke (HDDs). Auf diese Weise können Daten, die analysiert oder häufig adressiert, aber nicht geändert wurden, über die SSDs laufen, während die anderen Daten auf den Festplatten gespeichert werden. Oder die Daten, auf die am ehesten zugegriffen werden, werden auf den schnelleren Flash-Chips gespeichert, während die anderen Daten auf einer herkömmlichen Festplatte abgelegt werden. Auf diese Weise werden die Chancen minimiert, dass wichtige Daten verloren gehen.

Wenn jedoch Daten in einem All Flash Array verloren gehen, besteht immer noch die Möglichkeit, dass ein professioneller Datenwiederhersteller wie Ontrack Dateien wiederherstellen kann. In vielen Fällen ist die Datenstruktur die gleiche wie bei einem normalen Low-End-RAID-System und kann daher rekonstruiert werden. Darüber hinaus verfügen die Experten über spezielle Werkzeuge, um eine RAID-basierte oder spezielle High-End-Datenstruktur wiederherzustellen, so dass die Daten gefunden und wieder zugänglich gemacht werden können. Daher sollte der Benutzer im Falle eines Datenverlusts mit einem All Flash Array sofort aufhören, das System zu weiterzuverwenden und versuchen, es ohne plötzlichen Stromausfall zu beenden und dann die Spezialisten so schnell wie möglich zu kontaktieren.

Aber wie zuvor erwähnt, ist dies nur möglich, wenn der eingebaute Trimmbefehl im System entweder inaktiv ist oder der Speicherplatz, auf dem ursprünglich Daten verloren gegangen sind, nicht zum Speichern neuer Daten verwendet wurde. Dann kann selbst der erfahrenste Datenrettungsexperte nichts mehr für Sie tun.

Mehr Informationen zu All-Flash-Arrays finden Sie auch hier: http://searchstorage.techtarget.com/essentialguide/Flash-storage-Guide-to-enterprise-all-flash-storage-arrays

Bildnachweis: Sebastian von Thadden  / pixelio.de

Name: Datacenter3:  https://www.pixelio.de/media/33466