IBM FlashSystem soluzioni storage già pronte per il futuro
1. IBM FlashSystem:
soluzioni storage già
pronte per il futuro
Migliorano le prestazioni delle applicazioni e aumenta
l’efficienza del data center
2. Indice
• l tempismo è tutto:
I
le applicazioni business critical per l’azienda............................................................................... 3
• La sfida. Quando non è solo una questione di velocità del processore........................................ 5
• La soluzione storage all-flash......................................................................................................... 7
• Tecnologia e strategia...................................................................................................................10
• Ulteriori informazioni.....................................................................................................................12
• ltri dettagli tecnici....................................................................................................................... 13
A
3. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business
critical per l’azienda
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità del
processore.
La soluzione storage all-flash
Tecnologia e strategia
Il tempismo è tutto: le applicazioni
business critical per l’azienda
Chiunque abbia visto il film Apollo 13 o abbia sentito parlare di quel
volo spaziale sfortunato è a conoscenza di quello che può succedere
quando i sistemi di importanza critica per la missione si guastano. I tre
astronauti della NASA sopravvivono a malapena a un’esplosione che
danneggia la loro navicella in viaggio per la Luna, ed è solamente
grazie agli sforzi eroici e a un pizzico di fortuna che riescono a tornare
a casa vivi. Fortunatamente, le possibili conseguenze del fallimento
della maggior parte delle applicazioni business critical sono raramente
così estreme (al contrario delle applicazioni fondamentali a livello
operativo utilizzate nel pronto soccorso dell’ospedale, nei sistemi di
controllo del traffico aereo, ecc.). Ma è proprio questo aspetto che fa la
differenza tra un’azienda in salute e in crescita e una che sta lottando
per tenere il passo con i suoi concorrenti.
Molte applicazioni rientrano nella categoria “business critical” per
un’azienda”. Esse comprendono: business intelligence (BI),
elaborazione delle transazioni in linea (OLTP), elaborazione analitica
in linea (OLAP), infrastrutture desktop virtuali, calcolo ad alte
prestazioni, e soluzioni di content delivery (quali cloud storage e
video on demand). Tutti questi carichi di lavoro hanno un aspetto
comune: la necessità di tempi di risposta rapidi volti a garantire
l’erogazione di contenuti vitali per il management, i dipendenti, i
clienti e i partner aziendali
Tutte le applicazioni critiche hanno una
caratteristica in comune: la necessità di
tempi di risposta rapidi volti a garantire
l’erogazione di contenuti vitali per il
management, i dipendenti, i clienti e i
partner aziendali.
IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni
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4. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business
critical per l’azienda
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità del
processore.
La soluzione storage all-flash
Tecnologia e strategia
I ritardi nell’erogazione di dati critici e nell’elaborazione possono
aumentare in modo significativo i rischi aziendali e finanziari. Tra le
conseguenze:
• Incapacità di ottenere informazioni tempestive: se non è
possibile accedere ai dati quando e dove è necessario, il processo
decisionale è penalizzato e può portare a risultati scadenti che
potrebbero diversamente essere evitati
• Forte diminuzione nella capacità di prevedere i risultati
aziendali: le proiezioni finanziarie a livello di progetto, di settore
commerciale e di azienda dipendono dall’accesso tempestivo ai
migliori dati disponibili. L’impossibilità di accedere ed eseguire le
analisi necessarie su tali dati può compromettere le prestazioni
• Crescente insoddisfazione del cliente: in molti settori (ad es.,
servizi finanziari, sanità, turismo), quando si tratta di servizio al
cliente, disporre di un accesso immediato a informazioni aggiornate
è una necessità, non un lusso, specialmente quando i clienti sono
abituati a un servizio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, per 365 giorni l’anno.
In questo ambiente, non essere in grado di fornire ai propri clienti le
informazioni che desiderano, quando le desiderano, può portare non
solo a una perdita delle vendite, ma anche a una perdita di clienti e di
quote di mercato
• Volumi, varietà e velocità delle informazioni ingestibili: con
la crescita sempre più significativa di dati di grandi dimensioni, molti
reparti IT stanno avendo difficoltà sul fronte delle prestazioni e delle
applicazioni chiave. L’aumento della latenza si traduce in utenti
frustrati e in opportunità perse.
Per un responsabile IT, saper affrontare questi problemi bilanciando
al contempo le esigenze dell’utente con un’implementazione
tempestiva, una soluzione scalabile budget limitati non è semplice. E
alla fine, la soluzione migliore potrebbe non essere quella cui si è
pensato per prima.
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5. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business critical
per l’azienda
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità
del processore
La soluzione storage all-flash
Tecnologia e strategia
La sfida. Quando non è solo una
questione di velocità del processore.
Tradizionalmente i problemi di latenza a livello di sistema sono
superati aggiungendo o aggiornando la potenza di elaborazione e di
memoria. Ma troppo spesso, ciò comporta miglioramenti minimi a
costi significativi. Un altro approccio, spesso simultaneo, almeno
quando il problema riguarda le prestazioni del database, prevede di
investire milioni di dollari per migliorare l’efficienza delle loro istruzioni
SQL. Tuttavia, mentre il “tuning” delle SQL può comportare
miglioramenti delle prestazioni, anche la migliore SQL non riesce a
compensare lo scarso I/O dello storage, che è spesso il punto in cui
risiede il problema reale.
Di fatto, in molti casi, sono le prestazioni
dello storage, e non la velocità del
processore o la memoria insufficiente, la
principale causa dei problemi relativi
alle prestazioni delle applicazioni.
Di fatto, in molti casi, sono le prestazioni dello storage, e non la
velocità del processore o la memoria insufficiente, la principale
causa dei problemi relativi alle prestazioni delle applicazioni. Quando
la CPU deve attendere le informazioni dello storage, vengono
sprecati tempo e risorse. E vista la crescita esponenziale in termini di
potenza di elaborazione della CPU, tali attese sono diventate sempre
più lunghe. In parole povere, le capacità di elaborazione delle CPU di
oggi superano di gran lunga la velocità con cui le unità di disco rigido
(HDD) sono in grado di fornire i dati. L’enorme divario in termini di
prestazioni si fa sentire più dolorosamente dai server dei database,
che normalmente svolgono molte più transazioni I/O rispetto agli altri
sistemi. Questo vuol dire che i processori super-veloci e le enormi
quantità di larghezza di banda sono spesso sprecati in quanto gli
HDD impiegano diversi millisecondi (un’eternità per le CPU moderne)
per accedere e recuperare i dati richiesti. E mentre i server
aspettano lo storage, gli utenti aspettano i server. Questo è il
problema reale con il tempo di attesa di I/O.
IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni
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6. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business critical
per l’azienda
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità
del processore
La difficoltà risiede in uno dei principi di base della fisica. Mentre i
dati si muovo attraverso i componenti a stato solido e la rete alla
velocità dell’energia attraverso un circuito (essenzialmente, alla
velocità della luce), i dischi rigidi si muovo meccanicamente,
basandosi su un movimento fisico attorno a un piatto rotante per
accedere alle informazioni. Pertanto, sebbene essi siano dispositivi
estremamente affidabili e si siano affermati come i “cavalli da soma”
per l’archiviazione delle informazioni, quando si tratta di velocità nella
trasmissione di dati, gli HDD sono l’anello debole della catena.
La soluzione storage all-flash
Le “correzioni” tradizionali per la latenza dell’HDD
Tecnologia e strategia
Esistono delle soluzioni provvisorie ai problemi di latenza indotti
dall’HDD, come ad esempio l’aggiunta di dischi a JBOD (”just a
bunch of disks”) o RAID (redundant array of independent disks).
Aumentando il numero di dischi, l’I/O da un database può essere
distribuito su più dispositivi fisici. Tuttavia è stato dimostrato che
questo approccio porta a un impatto lieve sulle performance
dell’HDD.
Un altro approccio è quello di spostare i file ad accesso frequente a
un disco dedicato. Tuttavia, mentre ciò fornirà le migliori prestazioni
disponibili di I/O da una singola unità disco, la capacità di I/O di un
singolo disco rigido è molto limitata. Nella migliore delle ipotesi, un
singolo disco rigido può fornire 300 I/O al secondo (IOPS), diversi
ordini di grandezza inferiore rispetto alle prestazioni di I/O necessarie
per colmare il divario.
L’altra alternativa utilizzando gli HDD tradizionali è quello di spostarsi
da un’implementazione JBOD a una RAID. Questa scelta fornirà
prestazioni aggiuntive, in particolare quando un controller di cache
ad alto volume viene utilizzato davanti alle unità disco per
suddividere la memoria su più dischi. Tuttavia, per raggiungere l’alto
IOPS necessario per soddisfare le esigenze dell’utente, il numero di
unità di disco rigido necessarie può facilmente diventare proibitivo
sotto vari aspetti, compresi i costi, le esigenze di spazio e il peso.
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7. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business critical
per l’azienda
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità del
processore
La soluzione storage
all-flash
Tecnologia e strategia
La soluzione storage all-flash
Per colmare il divario in termini di prestazioni tra le velocità del server
e i sistemi di memorizzazione HDD, soprattutto quando vengono
compromesse le applicazioni critiche per l’azienda, è nata l’esigenza
di individuare un tipo di archiviazione nuovo e più veloce.
La tecnologia
I sistemi di storage flash sono dispositivi a stato solido progettati per
risolvere il problema del tempo di attesa dell’I/O, offrendo tempi di
accesso più rapidi e una bassa latenza delle transazioni I/O al
secondo rispetto a un disco rigido. Questi sistemi possono integrare
o sostituire gli insiemi di dischi rigidi tradizionali in molte applicazioni
business critical per l’azienda, compresi i sistemi ERP, i database
delle transazioni e le applicazioni analitiche, quali la BI. E grazie alla
nuova tecnologia e al migliore ritorno sugli investimenti, è ora
possibile utilizzare sistemi storage completi basati interamente sulla
memoria flash.
I sistemi di storage flash possono
integrare o sostituire gli insiemi di dischi
rigidi tradizionali in molte applicazioni
business critical per l’azienda, compresi i
sistemi ERP, i database delle transazioni
e le applicazioni analitiche, quali la BI.
In linea di massima, un disco a stato solido (SDD) è un qualsiasi
dispositivo di storage che non si basa su parti meccaniche per
l’input e l’output dei dati. Tuttavia, l’SDD ha acquisito il significato di
dispositivo a stato solido con form-factor, destinato a prendere il
posto di un HDD esistente. La memoria flash non deve essere
confusa con la tecnologia ”form-factor”. I SDD con form-factor
utilizzano connessioni infrastrutturali tradizionali e controller
progettati per le unità di disco rigido e per la loro elevata latenza e
IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni
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8. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business critical
per l’azienda
limiti di bassa velocità effettiva. I sistemi di memoria flash sono
progettati dal chip flash utilizzando una tecnologia con controller
FPGA veloce volta a minimizzare la latenza e a massimizzare la
larghezza di banda.
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità del
processore
La soluzione storage
all-flash
Tecnologia e strategia
I sistemi di memoria flash sono progettati
dal chip flash utilizzando una tecnologia
con controller FPGA veloce volta a
minimizzare la latenza e a massimizzare
la larghezza di banda.
I più recenti sistemi flash riducono al minimo i tempi di attesa di I/O
fornendo tempi di accesso che sono 250 volte più veloci rispetto agli
HDD (0,2 millisecondi contro cinque). E grazie ai tempi di accesso più
rapidi, la flash può fornire 1.333 volte più IOPS rispetto a un’unità di
disco rigido (più di 400.000 IOPS contro 300). Questi miglioramenti
possono comportare una drastica riduzione della latenza causata
dalla memoria.
La famiglia IBM FlashSystem™
IBM considera la tecnologia flash come una soluzione storage
strategica e critica ed è impegnata in prima linea nel suo sviluppo.
Questo impegno è stato evidente quando nell’ottobre 2012 IBM ha
acquisito Texas Memory Systems (TMS), una società leader a livello
mondiale nella progettazione di memoria flash a elevate prestazioni
ed elevata durabilità.
L’uso strategico di IBM FlashSystem può contribuire a rendere le
aziende più agili e più focalizzate sull’analisi perché permette di
ottenere informazioni aggiornate sulla base di dati in tempo reale, e
non sulle notizie del giorno precedente. L’adozione di questa
soluzione trasforma l’ambiente del data center e contribuisce a
consolidare le risorse permettendo di ottenere il massimo dai
processi aziendali e dalle applicazioni critiche. La famiglia
FlashSystem migliora inoltre la capacità di recupero del sistema
senza sacrificare le prestazioni o la capacità utilizzabile.
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9. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business critical
per l’azienda
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità del
processore
La soluzione storage
all-flash
Tecnologia e strategia
I FlashSystem forniscono oltre 500.000 letture IOPS con meno di
100 microsecondi di latenza e forniscono fino a 24 TB di storage
utilizzabile in solo 1U di spazio rack. Offrono inoltre disponibilità e
affidabilità di classe enterprise con nessun singolo punto di errore,
più livelli di correzione dei dati, ridondanza di chip e componenti
hot-swap ridondanti.
Le soluzioni IBM FlashSystem sono progettati per fornire la minima
latenza e il massimo IOPS attualmente disponibili sul mercato a un
prezzo competitivo. Essi possono essere utilizzati come memoria di
Livello 0 per soluzioni con piattaforme di virtualizzazione a memoria
SVC (IBM System Storage® SAN Volume Controller), e sono
particolarmente utili quando il raffreddamento, il basso consumo
energetico e un minimo ingombro sono la chiave per accelerare le
applicazioni critiche per l’azienda.
Non solo benefici tecnici
Oltre ai vantaggi tecnici, i sistemi all-flash offrono una serie di
vantaggi economici rispetto ai sistemi HDD tradizionali. Per esempio,
i costi di licenza per IBM FlashSystem sono inferiori del 50% rispetto
a quelli per i sistemi HDD.
Inoltre, grazie a un ingombro molto più piccolo e una densità storage
più elevata, l’adozione di IBM FlashSystem riduce in modo
significativo lo spazio occupato. Abbiamo già detto infatti che con
una soluzione all-flash, 24 terabyte di memoria indirizzabile e ad alta
disponibilità entrano in un fattore di forma di 1U (con un petabyte in
un singolo rack)).
Le soluzioni all-flash utilizzano molta meno energia rispetto ai sistemi
HDD comparabili, riducendo i costi energetici del 75%. Con IBM
FlashSystem:
i. i costi di licenza del software sono inferiori del 50%
rispetto agli HDD
ii. si riduce significativamente lo spazio occupato e si
ottengono risparmi energetici del 75% rispetto agli HDD
iii. i costi di supporto operativo sono inferiori del 35%
rispetto agli HDD
iv. il costo totale della soluzione è inferiore del 31% rispetto
a quello di una soluzione all-HDD
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10. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business critical
per l’azienda
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità del
processore
La soluzione storage all-flash
Tecnologia e strategia
Per ottenere il massimo dalla soluzione flash è opportuno una
strategia volta a massimizzare l’efficacia della tecnologia e
l’efficienza dei costi. Non tutte le applicazioni richiedono una
soluzione all-flash; ma per molte è vitale e spesso sono quelle più
critiche per l’azienda. Sapere quale applicazione deve essere
spostata in un ambiente all-flash, e quale sarebbe servita meglio da
una soluzione HDD tradizionale o da un ibrido delle due tecnologie,
porterà a maggiori prestazioni dell’applicazione, una soddisfazione
dell’utente finale ed a un TCO migliore.
Tecnologia e strategia
Non tutte le applicazioni richiedono
una soluzione all-flash; ma per molte è
vitale e spesso sono quelle più critiche
per l’azienda.
La maggior parte dei problemi relativi alle prestazioni dell’applicazione
derivano da query simultanee a elevato volume, e spesso altamente
complesse, al database. Una volta accertato che il sistema ha
problemi nel sottosistema I/O, il passo successivo è quello di
determinare su quali componenti del database si sta verificando l’I/O
più elevato con ripercussioni sul tempo di attesa di I/O.
In alcuni casi, i file di interi database devono essere trasferiti a una
memoria flash. Questi comprendono database con una storia di
elevati accessi simultanei e quelli con accesso casuale frequente a
tutte le tabelle del database, il che rende praticamente impossibile
individuare un sottoinsieme di file cui viene eseguito più di frequente
l’accesso.
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11. Il tempismo è tutto: le
applicazioni business critical
per l’azienda
La sfida. Quando non è solo
una questione di velocità del
processore
I database di piccole e medie dimensioni sono inoltre dei buoni
candidati per lo spostamento a un ambiente all-flash, in quanto gli
aspetti economici di tale spostamento (specialmente se comparati ai
costi di acquisto di sistemi RAID) sono molto interessanti. Lo stesso
vale anche per i grandi database a lettura intensiva.
La soluzione storage all-flash
Tecnologia e strategia
La maggior parte dei problemi relativi
alle prestazioni dell’applicazione derivano
da query simultanee a elevato volume, e
spesso altamente complesse, al database.
Per approfondimenti sulle prestazioni del database Oracle® con IBM
FlashSystem, vedere il riferimento (vi) alla sezione “Risorse
aggiuntive”.
Anche altre considerazioni, quali le limitazioni di spazio e l’impennata
dei costi energetici a causa di enormi array di dischi rigidi, potrebbe
indurre a uno spostamento a flash. Per ulteriori dettagli, vedere i casi
di studio elencati alla sezione seguente.
IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni
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12. Ulteriori informazioni
Per saperne di più sulla memoria all-flash e sulla famiglia IBM FlashSystem, visitare quanto segue:
i.
Flash Storage Website:
http://www.ibm.com/systems/storage/flash/
ii.
Video: “Real World Perspectives on IBM Flash Storage”
http://www.youtube.com/watch?v=AxeNyssFPhs
iii.
Video: “Flash Ahead with IBM”
http://www.youtube.com/watch?v=EzpgK-eU-LE
iv.
Video: “What Happens in a Flash: the Answer”
http://www.youtube.com/watch?v=HXHtSpfV-iY
v.
Video: “Flash Storage vs. Disk Storage”
www.youtube.com/watch?v=jq8jkIbKFy0
vi.
Video: “Flash Storage Is the Tipping Point”
www.youtube.com/watch?v=2iOjeEwV6mk
v White Paper: “Faster Oracle Performance with IBM FlashSystem”
ii.
http://public.dhe.ibm.com/common/ssi/ecm/en/tsw03191usen/TSW03191USEN.PDF
v “
iii. Flash or SSD: Why and When to Use IBM FlashSystem”
http://www.redbooks.ibm.com/redpapers/pdfs/redp5020.pdf
ix.
“Benefits of IBM FlashSystem in a VDI Environment”
https://www.redbooks.ibm.com/Redbooks.nsf/RedbookAbstracts/tips1029.html?Open
x.
“Best Practices with SVC and FlashSystem 820”
http://www.ibm.com/common/ssi/cgi-bin/ssialias?subtype=WHinfotype=SAappname=STGE_TS_ZU_USENhtmlfid=TSL03112USENattachment=TSL03112USEN.PDF
xi.
Solution Guide: “IBM FlashSystem in OLAP Database Environments”
www.redbooks.ibm.com/technotes/tips0974.pdf
x Case Study: “Rathbone Brothers Plc Runs Billion-Dollar Business on Flash Storage”
ii.
http://www.ibm.com/common/ssi/cgi-bin/ssialias?subtype=ABinfotype=PMappname=STGE_TS_ZU_USENhtmlfid=TSC03217USENattachment=TSC03217USEN.PDF
x C
iii. ase Study: “Sprint Drives 45 Times Performance Improvement: Transforming Customer Service with
Ultra-Fast Flash Storage from IBM”
http://www.ibm.com/common/ssi/cgi-bin/ssialias?subtype=PSinfotype=SAappname=STGE_TS_ZU_USENhtmlfid=TSP12551USENattachment=TSP12551USEN.PPT
IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni
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13. Altri dettagli tecnici
I sistemi storage all-flash offrono una capacità più elevata rispetto a qualsiasi forma precedente di memoria di
archiviazione. Questo perché questi sistemi non richiedono batterie supplementari per consentire lo ”svuotamento“
della cache DDR durante le interruzioni elettriche, e non hanno grandi quantità di costosa memoria DDR. Al contrario,
viene utilizzata una piccola quantità di DDR per agire come buffer per il flash in scrittura e per agire come archiviazione
di metadati durante il funzionamento. Sono utilizzate piccole batterie per fornire elettricità in caso di situazioni di perdita
di potenza per consentire lo “svuotamento” della piccola cache e delle aree di metadati in Flash. Con una soluzione
all-flash, 24 terabyte di memoria indirizzabile e ad alta disponibilità entrano in un fattore di forma di 1U.
IBM® FlashSystem™ utilizza esclusivamente il Flash della qualità più elevata disponibile: single level cell (SLC) ed
enterprise multi-level cell (eMLC). La maggior parte dei dispositivi a stato solido (SSD) utilizza flash MLC di largo
consumo meno affidabili e con una resistenza più bassa. La flash eMLC ha 10 volte la durata della tecnologia MLC; la
flash SLC ha 33 volte la durata di funzionamento della tecnologia MLC. La flash MLC ha una durata di 3000 operazioni
di scrittura per posizione della cella di memoria flash (designato come cicli p/e), mentre eMLC ne ha 30.000 e SLC oltre
100.000.
La famiglia FlashSystem offre diversi livelli di protezione dei dati (ECC, Variable Strip RAID e 2D Flash RAID) in grado di
consentire ai clienti di evitare interruzioni impreviste e di fornire la massima affidabilità. Per maggiori informazioni e per
consultare la scheda tecnica dei prodotti della famiglia FlashSystem, si prega di visitare la pagina IBM FlashSystem 720
e IBM FlashSystem 820 all’indirizzo http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/tips1003.html#specifi cations e la pagina
IBM FlashSystem 710 e IBM FlashSystem 810 all’indirizzo http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/tips1002.html
IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni
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