La valutazione di qualsiasi investimento nello storage è una questione di bilanciamento tra costi, prestazioni e capacità.
Ma con la crescita di archiviazione a stato solido e archiviazione dati cloud servizi, la valutazione dei sistemi di storage può essere complessa. Tuttavia, ci sono le chiavi prestazioni di archiviazione metriche e definizioni che i team IT possono utilizzare per semplificare i confronti tra tecnologie e fornitori.
Esaminiamo alcune delle metriche sulle prestazioni dello storage più utili: capacità; throughput e lettura/scrittura; operazioni di input/output al secondo e latenza; tempo medio tra guasti e terabyte scritti; fattori di forma e connettività, alcuni dei quali sono principalmente utili per valutare l’archiviazione in sede, mentre altri si applicano anche al cloud. Tratteremo le metriche delle prestazioni di archiviazione specifiche per il cloud in una guida futura.
1. Metriche della capacità di archiviazione
Tutti i sistemi di stoccaggio hanno una misurazione della capacità. L’hardware di archiviazione oggi è in gran parte misurato in gigabyte (GB), o terabyte (TB). I vecchi sistemi misurati in megabyte (MB) sono in gran parte caduti in disuso, sebbene i megabyte siano ancora una metrica utile in aree come la memoria cache.
Un gigabyte di spazio di archiviazione è 1.000 MB e un terabyte è 1.000 GB. I petabyte (PB) contengono 1.000 TB di dati e i sistemi di archiviazione di grandi dimensioni sono spesso indicati come funzionanti su “scala di petabyte”. Un petabyte di spazio di archiviazione è sufficiente per ospitare un file MP3 che verrà riprodotto per 2000 anni.
Vale la pena notare che, sebbene la maggior parte dei fornitori di storage arrotondi le capacità alle migliaia più vicine, sulla base di kilobyte di dati, alcuni sistemi utilizzano unità basato sulla potenza di due. Con questa definizione, a kibibyte (kiB) è 1.024 o 210 byte, a mebibyte (MiB) è 10242 byte e un gibibyte (GiB) è 10243 byte. Fortunatamente, solo il sistema decimale, che utilizza potenze di 10, si applica da terabyte in su.
Le capacità di archiviazione possono essere applicate a singole unità o sottosistemi a stato solido, array hardware, volumi o persino capacità a livello di sistema, ad esempio su una rete dell’area di archiviazione o sull’archiviazione con provisioning in un’istanza cloud.
2. Metriche di throughput e di archiviazione in lettura/scrittura
L’archiviazione grezza è di scarsa utilità a meno che i dati non possano essere spostati dentro o fuori un unità centrale di elaborazione (CPU) o altro sistema di elaborazione.
Il throughput misura il numero di bit che un sistema può leggere o scrivere al secondo. I sistemi a stato solido, in particolare, avranno velocità di lettura e scrittura diverse, con velocità di scrittura tipicamente inferiori.
L’applicazione determinerà la metrica più importante delle due. Ad esempio, un’applicazione come una fotocamera industriale avrà bisogno di supporti di memorizzazione con velocità di scrittura elevate, mentre un database di archiviazione sarà più focalizzato sulle letture.
Tuttavia, i fornitori potrebbero utilizzare calcoli basati su dimensioni medie dei blocchi per commercializzare i propri sistemi. Questo può essere fuorviante. Il calcolo del throughput (o IOPS, vedere di seguito) in base a una dimensione di blocco “media” o ridotta fornirà un insieme di valori molto diverso alle prestazioni dello stesso sistema con carichi di lavoro reali.
I produttori distinguono anche tra velocità di lettura e scrittura casuali e sequenziali. La velocità di lettura o scrittura sequenziale è la velocità con cui un determinato dispositivo di archiviazione può leggere o scrivere una serie di blocchi di dati.
Questa è una misura utile per file di grandi dimensioni o serie di dati, come un flusso video o un backup. La lettura e la scrittura casuali sono spesso una guida più realistica alle prestazioni del mondo reale, in particolare per l’archiviazione locale su PC o server. Gli SSD dovrebbero avere un vantaggio prestazionale maggiore rispetto a dischi rotanti per lettura e scrittura casuali.
3. IOPS e metriche di archiviazione della latenza
Operazioni di input/output al secondo (IOPS) è un’altra misura di “velocità”. Maggiore è l’IOPS, migliori sono le prestazioni dell’unità o del sistema di archiviazione. Un tipico disco rotante ha IOPS nell’intervallo da 50 a 200, sebbene questo possa essere migliorato significativamente con RAID e cache memoria. Gli SSD saranno 1.000 volte o più più veloci. IOPS più elevati, tuttavia, significano prezzi più elevati.
Le misurazioni IOPS variano anche con la quantità di dati scritti o letti, come anche per il throughput.
La latenza è la velocità con cui viene eseguita la richiesta di input/output (I/O). Alcuni analisti ritengono che la latenza sia la metrica più importante per i sistemi di storage, in termini di prestazioni delle applicazioni reali. La Storage Network Industry Association (SNIA) lo descrive come “il battito cardiaco di un disco a stato solido”.
La latenza per un sistema con unità disco rigido (HDD) dovrebbe essere compresa tra 10 ms e 20 ms (millisecondi). Per l’archiviazione a stato solido, dovrebbero essere solo pochi millisecondi. In termini pratici, le applicazioni si aspettano una latenza di circa 1 ms.
4. MTBF e TBW
Tempo medio tra i guasti (MTBF) è una metrica chiave di affidabilità nella maggior parte del settore, compreso l’IT.
Per i dispositivi di archiviazione, questo di solito significa il numero di ore di accensione in cui funzionerà prima del guasto. Il guasto nel caso dei supporti di memorizzazione significherà normalmente il ripristino e la sostituzione dei dati, poiché le unità non sono riparabili. I sottosistemi di archiviazione come gli array RAID avranno un MTBF diverso, poiché le unità possono essere sostituite.
Un disco rigido potrebbe avere un MTBF tipico di 300.000 ore, anche se le tecnologie più recenti indicano che può variare fino a 1.200.000 ore o 120 anni di funzionamento.
Alcuni produttori si stanno allontanando dall’MTBF. Seagate ora utilizza la metrica Annualized Failure Rate (AFR), che si propone di prevedere la percentuale di unità che si guasterà sul campo in un determinato anno a causa di una “causa del fornitore” (escludendo quindi i problemi del cliente, come i danni da un’interruzione di corrente).
Anche i sistemi di storage a stato solido, con le loro diverse caratteristiche fisiche, si misurano in base alla resistenza. I terabyte scritti (TWB) totali nel tempo definiscono la durata di un’unità a stato solido (SSD). Scritture unità al giorno (DWPD) si basa su quante volte l’intera unità può essere riscritta nel corso della sua vita. I produttori di solito indicheranno queste metriche nelle loro garanzie hardware.
La resistenza varierà di generazione di flash. Gli SSD a cella a livello singolo (SLC) sono stati generalmente i più durevoli, con cella multilivello (MLC), cella a triplo livello (TLC) e cella quad-level (QLC) che racchiude più attività in celle più piccole e stabilità commerciale per capacità. Tuttavia, le tecniche di produzione hanno migliorato la durata di tutti i tipi di flash attraverso tecnologie come cella multilivello aziendale (eMLC).
5. Fattori di forma e connettività
Sebbene non siano metriche sulle prestazioni di per sé, gli acquirenti di storage dovranno considerare come le apparecchiature si collegano al sistema host e condividono i dati.
Il fattore di forma tipico per i laptop, ora comune anche negli array di archiviazione, è l’SSD da 2,5 pollici, sebbene rimangano disponibili alloggiamenti per unità da 3,5 pollici più grandi per gli HDD. Queste unità utilizzano Serial ATA (SATA) o, per le applicazioni aziendali, interfacce SAS.
M.2 utilizza un formato PCI Express Mini Card per interfacciarsi con l’hardware host. I connettori U.2 sono più comunemente usati su SSD da 2,5 pollici e, a differenza di M.2, possono essere sostituiti a caldo.
NVMe è un’interfaccia che consente allo storage, solitamente Nand flash, di connettersi al bus PCIe di un host; I dispositivi U.2 possono anche utilizzare l’interfaccia NVMe.
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