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Avis d'expert

Avis d'expert Le Vademecum du Stockage en 2020-2021 (1/4)

par Frédéric CHOMETTE, Directeur Solutions 

Tout pour la donnée !

La donnée est devenue le centre du monde et le nouvel Eldorado ! Tout est fait pour accumuler autant de données que possible, sur tout, afin de trouver un jour la fameuse pépite qui fournira l’avantage concurrentiel décisif.

Encore faut-il pouvoir la stocker, la retrouver, la qualifier, la traiter, la restituer, la chiffrer ! Et surtout pas la perdre, ou encore pire se la faire voler.

Cette course folle explique en grande partie l’évolution majeure des technologies de stockage depuis une dizaine d’années – et ce n’est pas fini ! – afin d’apporter des réponses à ces nouveaux enjeux.

Alors j’ai eu l’idée de rédiger ce « Vademecum » (à mon âge, j’adore utiliser des termes désuets, cela me rajeunit !), en 4 parties, sur le stockage pour faire un tour d’horizon rapide mais tout de même complet, enfin je l’espère, du marché et des tendances.

Une sorte d’aide-mémoire (bonjour le poisson rouge …) ou de boîte à outils afin d’avoir à l’esprit le moment venu l’historique, les tendances, les mots-clés, les enjeux, les principes, les questions, …

En espérant que cela vous soit utile.

Et pour les amoureux du stockage, j'en profite pour vous recommander le PodCast « Unleash your storage passion » http://www.podcast.unleash-your-storage-passion.fr/

Et maintenant, c’est parti pour la première partie !

Stockage Flash

A tout seigneur, tout honneur ! Si je devais identifier l’évolution majeure du stockage depuis 10 ans, ce serait clairement l’avènement du stockage flash qui a totalement bouleversé le rôle du stockage dans l’infrastructure à cause de l’énorme gain en performance.

A ce titre, un petit retour sur son histoire est le bienvenu car cela permet de remettre en perspective les atouts mais aussi les contraintes, et de bien comprendre les impacts et les conséquences sur les autres composants.

https://searchstorage.techtarget.com/feature/A-history-of-flash-memory-and-its-rise-in-the-enterprise

Mais aujourd’hui où en sommes-nous avec les SLC, MLC, TLC et QLC ??? Voici un tableau de synthèse pour mieux s’y retrouver.

NAND Flash Evolution

Et pour en savoir encore un peu plus sur ces différentes technologies, alors cet article est fait pour vous : https://searchstorage.techtarget.com/tip/Flash-memory-standards-and-interfaces-every-IT-admin-should-know

 NVMe

Une autre (r)évolution majeure est l’arrivée et l’adoption du NVMe. Avec un stockage Flash toujours plus performant (et je n’ai pas encore parlé de SCM …), les protocoles de transfert de données comme le standard SCSI devaient évoluer drastiquement afin de s’adapter aux performances des disques.

NVMe (depuis 2011 !) apporte une réponse pertinente, notamment avec des capacités de parallélisation très importantes (64000 files d’attente avec chacune 64000 commandes !) et un jeu de commandes simplifié pour réduire la charge de travail du processeur et améliorer la latence.

Accouplé à un connecteur PCIe, les disques SSD NVMe vont peu à peu, dans les prochaines années, remplacer les disques SSD SATA et SAS en tant que disque Flash « standard » dans les serveurs et dans les baies de stockage.

Dans un premier temps, le NVMe a été aussi synonyme de « bras armé » pour la prise de pouvoir du stockage local au sein des serveurs (notamment pour l’approche SDS et les solutions hyperconvergentes) au détriment du stockage partagé, grâce à ses performances exceptionnelles.

Finalement, avec l’arrivée des protocoles de la famille NVMe over Fabrics, le stockage partagé est toujours (bien) présent, et les constructeurs l’ont tous adopté et déployé au sein de leurs gammes.

La spécification NVMe-Of utilisant l'accès direct à la mémoire à distance (RDMA, Remote Direct Memory Access) via Ethernet (RoCE, RDMA over Converged Ethernet) ou Infiniband permet de minimiser au maximum l’impact du réseau sur le temps de réponse, avec des accès presque aussi rapides qu’en local. En revanche, cela impose de mettre en place des équipements et des configurations spécifiques.

Dans le monde « traditionnel » FC ou IP, cela pose un problème majeur en rapport avec les compétences en place et surtout les investissements lourds déjà réalisés.

Ceci a été résolu avec les protocoles NVMe-oF over FC (FC-NVMe) et NVMe over TCP (NVMe/TCP).

En effet, FC-NVMe et FC Gen 5/6 coexistent dans une même infrastructure (HBA et commutateurs/directeurs), ce qui permet d'éviter une mise à niveau de grande ampleur.

De son côté, NVMe/TCP, présente la particularité d’embarquer les commandes NVMe dans des paquets TCP/IP tout ce qu’il y a de plus standard. NVMe/TCP se présente donc comme l’une des solutions les plus économiques, puisque les infrastructures Ethernet sont moins chères que celles en Fiber Channel utilisées en NVMe-over-FC, et plus simple à mettre en oeuvre, d’autant que les réseaux TCP/IP sont largement maîtrisés chez les clients.

Par conséquent, il est possible de bénéficier des gains de performance procurés par le NVMe pour les besoins du Métier, avec son infrastructure de stockage partagé, sans repartir d’une feuille blanche ou presque.

Et le stockage partagé reste un thème particulièrement important pour les clients comme le montre l’étude menée par le cabinet Codalgo Research en mars 2020 auprès de 1500 entreprises américaines et européennes : La consolidation des systèmes de stockage reste le besoin n°1 pour près de 80% des participants !

Pour approfondir ce sujet très riche, je vous recommande les 3 vidéos suivantes de la Storage Developper Conference 2020 du SNIA :

 Storage Class Memory (SCM)

Toujours dans la recherche de plus de performance, la technologie propose aujourd’hui le Storage Class Memory (SCM), qui vient se placer entre la mémoire classique DRAM et le stockage Flash tel que décrit plus haut dans ce document.

Le SCM permet donc de combiner la performance de la mémoire avec la persistance du stockage. L’accès aux données est donc sensiblement plus rapide que sur les disques locaux ou sur le stockage partagé. Globalement le gain est de l’ordre de x10 en lecture et en écriture, avec une durée de vie plus longue que les disques Flash « classiques ».

Le SCM permet par exemple de disposer d’espace « mémoire « beaucoup plus grand à un coût moindre que la DRAM pour des performances proches (ex : SAP HANA).

Ses principaux atouts sont les suivants :

  • Temps de réponse plus faible et débit plus élevé que les disques Flash classiques
  • Coût moindre que la DRAM
  • Accès en temps-réel pour un usage de type mémoire
  • Persistance des données contrairement à la mémoire

Le SCM est alors particulièrement séduisant pour la détection de fraude, l’analyse des cyberattaques, les transactions boursières, l’analyse des données en temps réel (IoT), …

A ce jour, la technologie SCM la plus répandue est 3D Xpoint, notamment utilisée par Intel avec sa gamme Optane, avec des modules de 128Go à 512Go, ou Micron Technology. Kioxia (ex Toshiba Memory) ou Samsung sont aussi dans la course avec d’autres solutions.

Les performances atteintes par un seul disque sont tout simplement hallucinantes : latence inférieure à 10 microsecondes, plus de 2,5 millions d’E/S et débit supérieur à 9Go/s en lecture/écriture. !

Les principaux acteurs du marché ont dors et déjà intégré le SCM dans leurs serveurs et leurs baies, comme Dell/EMC, Pure Storage ou HPE, et la liste s’allonge constamment.

Maintenant, le prix du SCM reste encore très élevé par rapport aux disques Flash classiques. C’est donc juste le début de l’histoire. Mais rappelons-nous simplement où en était le disque SSD en 2010 …

Vous avez donc tout le temps pour creuser ce sujet avec 2 vidéos suivantes de la Storage Developper Conference 2020 du SNIA :

Ceci marque la fin de la partie 1.

A très bientôt pour la suite !

 

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