© 2012 IBM Corporation1 Storage Sales University 2012© 2011 IBM Corporation
SSDs und Flashsysteme -Ist das Ende der drehenden Platte gekommen?
Bernd Albrecht
IBM Storage
Technologietag 2014
© 2013 IBM Corporation3
2
3
4
IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 )
Agenda
5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen?
Flashspeicher bringt ist das ? 1
Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin ?
Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs –
wo liegen die Unterschiede
Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal?
6
© 2013 IBM Corporation4
0,000001
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Are
al
Den
sit
y (
Gb
/in
2)
Year
Die Geschichte der HDD Speicherdichte
100% CAGR
25% CAGR
60% CAGR
25-40% CAGR
IBM RAMAC (1st Hard Drive)
Thin film head
MR head
GMR head
Limit of Existing Technology
Perpendicular Recording
© 2013 IBM Corporation5
Entwicklung der letzten Jahre – Performance und Preis
Performance-Entwicklung Hard-Disk (IOPS)
0,1
1
10
100
1000
1985 1990 1995 2000 2005 2010
15k RPM
10k RPM
Desktop5400 & 7200
<= 7200 RPM
… im Vergleich (über die letzen 10 Jahre)
CPU Geschwindigkeit 8-10x DRAM Geschwindigkeit 7-9x Netzwerk 100x Bus Geschwindigkeit 20x Disk Drive Geschwindigkeit 1.2x
IO Rate per GB und Hard Disk Drive Generationseit 1990 um Faktor 100 schlechter
RPM Latency (ms) Seek (ms) IO/s *
FC/SAS 15000 2 4 167
FC/SAS 10000 3 5 125
SATA/SAS 7200 4.2 9 76
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
2006 2008 2010 2012
Flash
Disk
Preisentwicklung Disk und Flash pro GB
© 2013 IBM Corporation6
Flash Benefit
Time
I/O Serviced by Disk
1. Issue I/O request (~ 100 μs)
2. Wait for I/O to be serviced (~ 5,000 μs)
3. Process I/O (~ 100 μs)
Time to process 1 I/O request = 200 μs + 5,000 μs = 5,200 μs
CPU Utilization = Wait time / Processing time = 200 / 5,200 = ~4%
Processing~100µs ~100µs
Waiting~5000 µs
CPU State
1 I/O Request
© 2013 IBM Corporation7
Flash Benefit Within an I/O Request
Time
I/O Serviced by Flash Memory
1. Issue I/O request (~ 100 μs)
2. Wait for I/O to be serviced (~ 200 μs)
3. Process I/O (~ 100 μs)
Time to process 1 I/O request = 200 μs + 200 μs = 400 μs
CPU Utilization = Wait time / Processing time = 200 / 400 = ~50%
Processing~100µs ~100µs
Waiting~200 µs
CPU State
1 I/O Request
Up to 12X Application benefit by only changing storage latency!
© 2013 IBM Corporation8
Transaction Workload
Leistungssteigerungen – wenig Flash mit großer Wirkung!
nur 5% der Gesamtkapazität eines Plattensubsystems mit Flash SSD‘s
automatisches Tiering aktiviert
© 2013 IBM Corporation9
2
3
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IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 )
Agenda
5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen?
Flashspeicher bringt ist das ? 1
Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin ?
Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs –
wo liegen die Unterschiede
Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal?
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© 2013 IBM Corporation10
Hard Disk Drive (HDD)
Rotierenden Scheiben, mechanischen Arm
Größeres Risiko von Datenverlusten
Solid State Drive (SSD)
Keine beweglichen Teile
robuster und zuverlässiger
Hohe Latenzzeiten durchschnittlich 2 ms
Niedrigere Responsefähigkeit
Niedrige Latenz durchschnittlich 65us
50x bessere I/O Performance
Active: 16 watts1
Idle: 11 watts1
Mehr Watt, mehr Wärme, mehr Kosten
Active: ≤6 watts2
Idle: <0.65 watts2
Weniger Watt, weniger Hitze, weniger Kosten
Mehrere Festplatten-Arrays / Racks
Zusätzliche Energie und
Kühlkosten
Weniger Festplatten-Arrays / Racks
Weniger Energie und Kühlkosten
Performance
Verfügbarkeit
Strom-verbrauch
Platz-anforderungen
Solid State Drives: Architected for the Data CenterEntwickelt, um die Effizienz der Rechenzentren zu verbessern
1 Seagate Cheetah 15K.7 datasheet2 Intel® SSD DC S3700 datasheet
10
source: Intel®
© 2013 IBM Corporation11
Flashspeicher Anbieter
mehr
als 200
Anbieter
© 2013 IBM Corporation12
SSD - Flash Arten
IBM Enterprise x-Architecture
Endurance „Durchhaltevermögen“:
TBW „TeraBytes Written“
- liefert einen Vergleichswert, wie viel auf eine SSD innerhalb eines
Zeitraums (3 oder 5 Jahre/ meist übereinstimmend mit
Garantiezeitraum) geschrieben werden kann (P/E Zyklen)
DWPD „Drive Write Per Day“
- beschreibt wie oft eine SSD pro Tag (über die komplette Kapazität)
überschrieben werden kann (5 Jahre/ unter Einbeziehung des
Garantiezeitraum)
- Mittels DWPD Wertes lässt sich die Lebenszeit der SSDs neutral
vergleichen (Enterprise Value = 0,3 / 1 / 3 , Enterprise =< 10)
© 2013 IBM Corporation13
Reale Haltbarkeit ist Device abhängig
SLC Flash Konfiguration 5 TB
1 GBps Schreiben
EnduranceYearsGBps
TB8.15
1
000,1005
eMLC Flash Konfiguration 10 TB
1 GBps SchreibenEnduranceYears
GBps
TB5.9
1
000,3010
MLC Flash Konfiguration 1 TB
500 MBps SchreibenyearathanLess
MBps
TB
500
000,31
Kalkulierbare Haltbarkeit
© 2013 IBM Corporation14
Feature Intel ® DC S3700 Series Intel ® DC S3500 Series
Capacities (GB) 2.5” 100/200/400/800GB1.8-inch 200/400GB
2.5”- 80/120/160/240/300/480/800GB
1.8” – 80/240/400/800 GB
Form Factors 1.8”/2.5” 1.8”/2.5”
NAND Litho 25nm MLC HET 20nm MLC
Interface SATA 6Gbps (ATA8) SATA 6Gbps(ATA8-ACS2 )
Sequential Performance R/W
(MB/sec)
Up to 500/460 Up to 500/450
Random Performance R/W
(IOPS)
Up to 75K/36K IPOS Up to 75K /11.5K
Average Latency (uS) 50/65µs 50/65µs
Power
(active / standby) (W)
Up to 5.0/0.95 6.0/0.65
Total 4KB random writes Up to 14.6 PB Up to 450 TB (800GB)
Power Safe Write Caching Yes Yes
Security AES-256 AES-256
End-to-End Data Path Protection Yes Yes
Temperature Sensor Yes Yes
Limit In rush Current
(Soft Start Circuit + Staggered Spin Up)
Yes Yes
Beispiel: Intel® SSD - Produktvergleich
© 2013 IBM Corporation16
IBM Enterprise Value SSDs
Interface 6 Gb/sec
Capacity 64, 128, 256, 512
Sequential Read 350MB/sec
Sequential Write 140 MB/Sec
Random Read 50K IOPS
Random Write 7.5K IOPS
Endurance 64GB: 36 TBW
128GB: 72 TBW
256GB: 175 TBW
512GB: 350 TBW
Reliability 10-16 BER
1.2 million hour MTBF
Security None
Higher reliability
1.4x Faster
3.6x Faster
2x Faster
6.7x Faster
Up to 42x better
Lowest cost / GB, high read performance
Read intensive – web/video serving,
Boot drives, content delivery
Vergleich zwischen Enterprise Value & NEW Enterprise SSDs
NEW IBM Enterprise SAS SSDs
Interface 6Gb/sec
Capacity 200, 400, 800GB
Sequential Read 500MB/sec
Sequential Write 500MB/sec
Random Read 100K IOPS
Random Write 50K IOPS
Endurance
200GB: 3.6 PBW
400GB: 7.3 PBW
800GB: 14.6 PBW
Reliability
10-17 BER
2.5 million hour MTBF3 months data retention at 65⁰C
Security 256-bit AES
High performance an features, high write endurance
Workload with mix of read/write, database, I/O
caching & tiering
10 DWPD<1 DWPD
© 2013 IBM Corporation18
Leistungsklasse “Flash”
niedrigste Latenz sehr teuer
konstante Performance
niedrige Latenz
faire Latenz teure Festplatte unsymmetrisch Performance
niedrigste Performance
niedrigere Kosten
ηs
ms
sec
us
Tier or Cache
High-Capacity Disk (NLSAS/SATA)
High-Performance Disk (FC /SAS)
FLASH
DRAM
Server Flash PCIe Cards
SAN Shared Flash Only Array
Hybrid Array or SAN SSD
Server Flash SSD
Server Flash DIMMs
© 2013 IBM Corporation19
Rechenbeispiel: benötige Kapazität 50 TB, 30.000 IOPS
Plattensubsystem mit
• 226 x 300 GB/10K
• 3 Jahre SW-Wartung
Plattensubsystem mit
• 17 x 400 GB Flash SSD‘s
• 23 x 3 TB NL SAS
• 3 Jahre SW Wartung
~ 35%Einsparung
© 2013 IBM Corporation20
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IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 )
Agenda
5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen?
Flashspeicher bringt ist das ? 1
Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin ?
Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs –
wo liegen die Unterschiede
Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal?
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© 2014 IBM Corporation
Die Lösung eines Problems
Keine Anwendung läuft besser mit Speicher, als sie es ohne Speicher tut
Storage Performance bedeutet Rückkehr der I/Os zur Application so schnell
wie möglich
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Resp
on
se T
ime [
ms]
0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 IOPS
FlashSystem 840, 70/30 4K Random Reads
FlashSystem 840
Ideal
Other
Latenzunterschied bedeutet sofortige, höhere Effizienz und Benutzer / Anwendung Produktivität
Nachhaltige Latenz bedeutet Skalierbarkeit der Anwendung, kostengünstig kontrolliertes Wachstum, Investitionsschutz und Wertschöpfung
Premise: Die beste Speicher ist der, der am wenigsten bremst
© 2014 IBM Corporation
Flash Kontroller - logisches Design und Flow
Flash Controller™ - FPGAData path, Hardware I/O logic
Look up Tables and Write Buffer
Controls 20 flash Chips
Lookup Tables
DRAM
Control PPC and DRAM Out of Data path operations
Garbage collection, Error Handling, System Health
Wear Leveling, Statistics, etc.
DRAM Write Buffer
Gateway Interface FPGA
I/O and Direct Memory Access
NAND Flash Memory
FPGA
FPGA
© 2014 IBM Corporation
Canister-1 Canister-2
Zwei “high-speed non-blocking crossbar”
Busse für maximale Datenbandbreite
von Host Interface Modulen zu Flash
Modulen
FPGA Komponenten im Datenpfad
ermöglichen kleinste Latenzzeiten.
Datenpfade verbinden alle Komponenten
bei höchster Leistungsfähigkeit voll
redundant
Separate Management Busse für alle
Komponenten, die nicht im Daten
Processing liegen
Redundante Batterien und Netzteile
sichern alle Busse und verbundene
Komponenten ab
IBM FlashSystem 840 Architektur
Das System ist von Grund auf für höchste Leistungsfähigkeit, höchste Verfügbarkeit,
unterbrechungsfreie Wartbarkeit und unterbrechungsfreien µ-Code Load designed
© 2014 IBM Corporation
IBM FlashSystem 840 - Logische Komponenten
CPUs (18)
Interface Kontroller
Management Module
RAID Kontroller
Flash Module (12)
Rechenpower pur: 18 CPU’s plus 48 Power PC-Chips Serie 7 bei Vollausbau
© 2014 IBM Corporation
IBM FlashSystem 840 Highlights
• 1.1M IOPS
• 8 GB/s Bandwidth
• Multiple connectivity interfaces
- 16Gb/8Gb Fibre Channel
- 40Gb QDR InfiniBand
- 10Gb FCoE
• Fully redundant and hot swappable architecture:- Flash modules, power supplies, batteries,
interfaces, fans
• Maintain business continuity with non-disruptive maintenance and updates- Concurrent code load, highly serviceable design
• 2U form factor- minimal footprint for best of breed ROI
• Low power 625 watts
• Field upgradeable, granular capacity
- 4, 8, 12, 16, 20, 24, 32, 40, 48
• Reduce installation and management time with intuitive standardized GUI
• Low Latency 135/90 µs R/W
• Purpose-built, highly parallel design
• Maximize host CPU efficiency and productivity
Macro Efficiency
MicroLatency™
Enterprise Reliability
Extreme Performance
© 2014 IBM Corporation
Minimum latency
Write 90 µs
Read 135 µs
Maximum IOPS 4 KB
Read (100%, random) 1,100,00
Read/write (70%/30%, random) 775,000
Write (100%, random) 600,000
Maximum bandwidth 256 KB
Read (100%, sequential) 8 GB/s
Write (100%, sequential) 4 GB/s
IBM FlashSystem 840 Highlights
Kapazitäts-Optionen
Leistung im Überblick
Optimiert für extreme Leistung, flexible Kapazität, höchste Verfügbarkeit und unterbrechungsfreien Komponententausch und µ-Code Update
© 2014 IBM Corporation
IBM FlashSystem 840 Initialization USB Tool
© 2014 IBM Corporation
840 IBM FlashSystem GUI
Die XIV und Storwize GUI nun auch dem FlashSystem 840
IBM FlashSystem 840 Management GUI
© 2014 IBM Corporation
IBM FlashSystem Angebotsvarianten
840 V840 SVC
Degrees of virtualization available:
• HW based encryption
• No software stack
• Advanced software features
• All flash array
• External virtualization
• Advanced software features
• Full scalability
• Full environment virtualization
• VSC license option
© 2014 IBM Corporation
IBM FlashSystem V840
Extreme Performance Macro Efficiency Enterprise Reliability
• Scalable to 2.5 million IOPS
• Scalable to 19.2 GB/s
• Mixed Workload
Consolidation
• Advanced Data Services
• Copy Services, mirroring,
replication, external
virtualization, VAAI
• Concurrent code load
• Hot swappable architecture
• AES 256, HW-based encryption
• Fully redundant controllers
• Scale up to 40TB usable and
up to 200TB effective
capacity in only 6U
• Scale up to 320TB usable
and up to 1.6PB effective
capacity in only 36U
• Effective capacity possible
with optional Real-time
Compression
• IBM Real-time Compression
• IBM Easy Tier®
• Thin provisioning
• Copy services• Data Virtualization• Highly available configuration
Accelerate applications with enterprise-class, advanced storage capabilities
IBM MicroLatency™
• 200 µs response time
• Flash-optimized design
© 2014 IBM Corporation
(Plan for growth)
IBM FlashSystem V840
(add capacity and performance)
capacity)
Scale-up and Scale-outConfiguration
Maximum Performance – Fixed Build Block(100% Read, Cache Miss)
Latency (4K) 200µs
IOPS (4K) 526,000
Bandwidth (128K) 6.2 GB/s
Maximum Performance – Scaled Out (100% Read, 4 Building Blocks) *
Latency (4K) 200µs
IOPS (4K) 2,520,000
Bandwidth (128K) 19.2 GB/s
Maximum Performance – Scalable Build Block (100% Read, Cache Miss)
Latency (4K) 200µs
IOPS (4K) 630,000
Bandwidth (128K) 6.2 GB/s
© 2014 IBM Corporation
Advanced software capabilities
Optimized performance at lower overall cost
Automated Tiering
High availabilityconfigurations
Thin Provisioning
More productive use of available storage
Across all supported host platformsWithout thin provisioning, pre-allocated
space is reserved whether the
application uses it or not.
With thin provisioning, applications can
grow dynamically, but only consume space
they are actually using.
Dynamic
growth
Busiest data extents are identified and automatically relocated to highest performing Solid-state Disks
Remaining data extents can take advantage of higher capacity, price optimized disksHot-spots due to poor data layout. Optimized performance and throughput.
AutomaticRelocation
SSDs HDDs SSDs HDDs
IBM Easy Tier SSD Management
Mirror data off-site
Synchronously over Metro distances.
Asynchronously over Global distances.
Application-level consistency groups.Network
Enable continuous data availability
Application-awaresnapshots
Eliminate application downtime for backup
Local and remote replication
Full suite of BC/DR capabilities
Thin Provisioning
More productive use of available storage
Across all supported host platformsWithout thin provisioning, pre-allocated
space is reserved whether the
application uses it or not.
With thin provisioning, applications can
grow dynamically, but only consume space
they are actually using.
Dynamic
growth
Busiest data extents are identified and automatically relocated to highest performing Solid-state Disks
Remaining data extents can take advantage of higher capacity, price optimized disksHot-spots due to poor data layout. Optimized performance and throughput.
AutomaticRelocation
SSDs HDDs SSDs HDDs
IBM Easy Tier SSD Management
Mirror data off-site
Synchronously over Metro distances.
Asynchronously over Global distances.
Application-level consistency groups.Network
Flash FlashDisks Disks
Redefine Tier 1 Performance
FlexibleArchitecture
Flash for LessThan Disk
Easy to Manage
Deep Application Integration
SoftwareDefined Storage
EnterpriseRAS
© 2014 IBM Corporation
Flash for less than the cost of disk
ThinProvisioning
Purchase only the storage you need when you need it
Dynamicgrowth
Tipping Point Economics
Real-time Compression
Store more data with less flash
98% Reduction
In Processing Time
50% Reduction
in TCO
97% Reduction
in Physical Footprint
95% Reduction
in Power Consumption
Improve data center economics with better environmentals
Redefine Tier 1 Performance
FlexibleArchitecture
Flash for LessThan Disk
Easy to Manage
Deep Application Integration
SoftwareDefined Storage
EnterpriseRAS
© 2014 IBM Corporation
Flexible deployment – scale up and scale out
• Grow capacity and performance as needed:
• Enable/disable compression on specific data sets as needed
• Enable/disable automated tiering on data sets as needed
• Extend advanced software functions to third party storage
PerformanceCapacity
Redefine Tier 1 Performance
FlexibleArchitecture
Flash for LessThan Disk
Easy to Manage
Deep Application Integration
SoftwareDefined Storage
EnterpriseRAS
© 2014 IBM Corporation
2
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4
IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 )
Agenda
5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen?
Flashspeicher bringt ist das ? 1
Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin ?
Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs –
wo liegen die Unterschiede
Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal?
6
© 2014 IBM Corporation
IBM Flash Systems – Wie setzt man es ein?
Performance Booster für OLTP Datenbanken e.g. DB2, Oracle, SAP
OLAP Online Analytic Processing e.g. business intelligence, ERP Systeme, Batch Verarbeitung
Virtuelle Infrastrukturen e.g. VDI Umgebungen
HPC High Performance Computing
Cloud Infrastrukturen e.g. on demand, content distribution, web caching, GPFS, active file management, meta data etc.
Nutzgraderhöhung des Rechners alle Open System Umgebungen
bis zu 5-fach höhere Rechnerauslastung
Traumpaar IBM Flash Systems + SVC
• Gesamtverhalten Write 125-150 µs,
............................. Read 150-300 µs
• Overhead gerade mal 100 µs
© 2014 IBM Corporation
Flash only pool Easy Tier pool HDD only pool
*** IBM Flash Storage for SAP landscapes ***
ERP
40
IBM Flash System
Storwize / XIV
SVC nodes
SCM SRM CRM BW
SAP production DB server
SAP non-prod
DB server
ERP SCM … … …
SVC storage pools (managed disk groups)
4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC + SAP
© 2014 IBM Corporation*** IBM Flash Storage for SAP landscapes ***
ERP
41
IBM Flash System
Storwize / XIV
SVC nodes
SCM SRM CRM BW
SAP production DB server
SVC nodes
IBM Flash System
Storwize / XIV
stretched cluster
SAP non-prod DB
server
SAP non-prod DB
server
4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC und SAP
© 2014 IBM Corporation*** IBM Flash Storage for SAP landscapes ***
ERP
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IBM Flash System
Storwize / XIV
SVC nodes
SCM SRM CRM BW
SAP production DB server
SVC nodes
IBM Flash System
Storwize / XIV
stretched cluster
FlashCopy
4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC advanced functions
© 2014 IBM Corporation
Anwendungsbeispiele
Unterstützung bei einer Problemlösung im TSM
– „DLLA“ Prozedur (Dump Load format Load Audit)
– Getestete Laufzeit ohne Flash: 48 Stunden
– Echtlaufzeit bei der Problemlösung mit Flash: 8 Stunden
Unterstützung bei der Reduzierung der Laufzeit zur Lohn-und
Gehaltsabrechnung für 2.700 Mitarbeiter
– Laufzeit ohne Flash: 2,5 Stunden
– Laufzeit mit Flash: 18 Minuten
Wobei in beiden Beispielen die Datenbanken jeweils komplett auf Flashspeicher liefen
Stuttgarter Straßenbahnen AG
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IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 )
Agenda
5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen?
Flashspeicher bringt ist das ? 1
Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin ?
Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs –
wo liegen die Unterschiede
Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal?
6
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Easy Tiering – Weniger HDD Laufwerke
© 2014 IBM Corporation© 2014 IBM Corporation
Easytier 3 STAT Tool: Volume Heat Distribution
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Turbo Compression Solutions
Kapazität Dimensionierung und Überlegungen zu Lösungsentwürfen
Der Datenkompressionsfaktor bestimmt, wie viel Plattenplatz zurückgewonnen und wiederverwendet werden können
Die Anzahl der RTC-Karten bestimmt, wie viele IO / sec, verarbeitet werden können
Die Workload IO-Rate (IO/s /GB) übersetzt IO/s Werte in unterstützten Kapazitätswert
Die Anzahl der IOgroups bestimmt, wie viele Volumes unterstützt werden können
Flash-Kapazität kann mehr (oder weniger) IO/s justiert die gewünschten Responszeiten
Storwize V7000 gen 2
IBM FlashSystem or internal SSD as Flash
Intel® QuickAssist
Smallest configuration < 1 TB
SAN Volume Controller DH8
IBM FlashSystem, SSD in SVC ext. or arrays
Intel® QuickAssist
Capacity depends on applications and infrastructure
Turbo Compression inside Turbo Compression appliance
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Easy Tier + Compression = « Turbo compression »
Easy Tier (no compression)
1 Volume 100 GB
–4% Flash (4GB) 23% of IOps
(Annahme : skew = 7)
Compression
(Annahme: 80% compression)
–20% komprimierte Daten passen
auf 4 GB
Easy Tier + Compression
–4% Flash 78% der IOps
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
0% 20% 40% 60% 80% 100%
I
O
%
Go %
RtC
4%
23%
78%
20%
Capacity %
T
C
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Cumulative IOps vs. Capacity
Animated slide
© 2014 IBM Corporation
Virtualisierung und Turbo Kompression verwandeln Infrastruktur Nutzbarkeit
Physical Kapazität: 55 TB 9,000 KIO/s Virtuelle Kapazität : 248 TB 27,000 IO/s
27,000
18,000
70 HDD 9,000
55 73 92 149 198 248
Net usable
Allocatable [saturated 60% File System use]
Allocatable 80% capacity utilisation
Net usable with compression factor 2.7 x / 63 saving
Allocatablewith compression factor 2.7 x / 63 saving [saturated 60% File System use]
Allocatable 80% with compression factor 2.7 x / 63 saving capacity utilisation
70 HDD
2% Flash System
Turbo Compression
70 HDD
2% Flash System
Easy Tier
70 HDD 900 GB 10 krpm
RAID 5 55 TB
70 HDD 900 GB 10 krpm
RAID 5 + 500 GB FlashSystem
Platformmöglichkeiten
DurchsatzIO/sec
Capacity [TB]
54
© 2014 IBM Corporation© 2014 IBM Corporation
Data Economics
The Efficiency Conundrum
Raw Usable Allocated Active Data Size
30% loss
RAID
Spares
30% loss
LUN Sizes
Performance
15% loss
Unused LUN’s
Zero access
40% loss
Utilisation
Data In The
Right Place
Reporting
Capacity Forecasting
Alerts
Stop storing so
much
Data Reduction
Technologies
Deduplication
Compression
Store more with
what’s on the
floorVirtualisation
Automated Tiering
Thin Provisioning
The New Economics of Storage
Changing the Storage cost curveLEVERAGING SOFTWARE DEFINED STORAGE
55
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IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 )
Agenda
5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen?
Flashspeicher bringt ist das ? 1
Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin ?
Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs –
wo liegen die Unterschiede
Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal?
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Antwortzeiten
1ns 500µs
1000ns
1µs
500ns
1ms 1000µs
DRAM
L1 L2 .. LX Flashspeicher
Disksysteme
Kosten
Leistungsklasse „Flash“
IBM FlashSystem
IBM
Flash
System
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ProgrammierbarerBereich
Obere Elektrode
Untere Elektrode
Polykristallines Chalkogenid
Heizer
PCM-Zelle
PCM Phase Change Memories
1950 Anfänge der Chalkogene Forschung Optische Anwendungen via Laser
•Heute “elektrisch“• mittels Stromstössen• amorpher vs. kristalliner Zustand
Multi Level PCM Chip • Phasenwechselmaterial GST GeSbTe ..(Germanium, Antimon, Tellur)• Materialoptimierung• Gruppe der Glaschalkogenide • Write Latency im ns-Bereich• miniaturisierbar auf 4 nm
Produktionslizensen
Blütezeit ab 2016 (SSD‘s, Smartphones, Speicherkarten, USB)
© 2014 IBM Corporation
STT-RAM (Spin Torque-Transfer RAM)
Peter Grünberg Institut ..(Forschungszentrum Jülich)
Logische Weiterentwicklung GMR-Effekt ..und MRAM-Technologie
Nanometer Sandwiches 50 x 50 nm
elektrischer Impuls für ...Spinausrichtungsänderung (Schreiben)
Strukturverkleinerungen notwendig
höhere Leistungsfähigkeit
Herstellkosten
heute Einsatz in der Raumfahrt
Massenfertigung für breites Anwenderfeld
Lesen der Speicherzelle
Schreiben der Speicherzelle
Logisch “Null“ Logisch “Eins“
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• Es bewegt sich nichts mehr
• Magnetic Pattern auf Nano-Drähten• Permalloy (FeNi-Legierung)• Leistung im Nano-Sekunden Bereich• Fast keinen Stromverbrauch • Dreidimensionale Chip Technologie• 100 Bits per Draht, mehrere ...Millionen.Drähte per Chip• 100-1000 fach höhere Kapazitäten zu ...Flash Memories
Vereinigt Leistungsfähigkeit von ....Flashspeichern und NV-RAM‘s mit ....den kapazitiven Möglichkeiten von ....Festplatten
Racetrack Memory Chips
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Antwortzeiten
1ns 500µs
1000ns1µs
500ns
1ms 1000µs
DRAM
L1 L2 .. LX Flashspeicher
Disksysteme
Kosten
Leistungsklasse Racetrack Memories
PCM
STT-RAMRacetrack
SCM Technologien:PC-RAM (Phase Change), MRAM (Magnetic RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), Solid Electrolyte RAM, RRAM (Resitive RAM), STT-RAM (Spin Torque-Transfer RAM), Racetrack Memories
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Faktoren Kapazitätsentwicklungspotential vs. Flash heute (Faktor 1)
Flash
ML-PCM
STT-RAM
Racetrack
1 1 4
4 40
10 60
60 1000
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Neuordnung der Speicherhierarchie
Archivierung
CPU RAM DISK
CPU PCM
TAPE
RAM
CPU DISKFC, SATA, SAS
TAPE2014
1980
2016+
Aktiver SpeicherMemoryLogik
TAPEDISK
FLASHRAM
Memory like … storage like
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Halbleiterspeicher Technologie Entwicklungen
2013 2015 2018 2020
DRAM
ML- PCM
STT-RAM
DRAM
ML- PCM
STT-RAM
Racetrack
NeueNano-
Technologien
DRAM
ML- PCM
Flash SLCFlash eMLCFlash MLCFlash TLC
Disk
DRAM
Flash SLCFlash eMLCFlash MLCFlash TLC
Disk
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Der Übergang - HDD: eMLC/TLC NAND Flash SSD
2013 2014 2015 2016 2017
Schnell +
Höchster
Preis
eMLC SSD eMLC SSD
600 GByte
eMLC SSD
900 GByte
PCM SSD
5000 GB
PCM SSD
15k UPM
SAS
(146 GByte)
10k UPM
HDD (300-
900 GB)
10k UPM
HDD
TLC SSD
Cloud Flash
TLC SSD
Cloud Flash
Langsam +
Niedrigster
Preis
7,2k
(3 TByte)
7,2k
(5 TByte)
7,2k
(7,5 TByte)
7,2k
(10 TByte)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
2006 2008 2010 2012
Flash
Disk
Preisentwicklung Disk und Flash pro GB
© 2014 IBM Corporation© 2014 IBM CorporationApril 19, 2014
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IBM FlashSystem
Danke
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Links
Quick reference guide for System x SSDs
http://www-03.ibm.com/systems/x/options/storage/solidstate/index.html
Produktfamilie IBM FlashSystem
http://www-03.ibm.com/systems/de/storage/flash/?lnk=mprST-flsh-dede
IBM Plattenspeichersysteme
http://www-03.ibm.com/systems/de/storage/disk/?lnk=mprST-plsy-dede
IBM System Storage SAN Volume Controller
http://www-03.ibm.com/systems/de/storage/software/virtualization/svc/
Plattensysteme IBM Storwize V7000 Unified und Storwize V7000
http://www-03.ibm.com/systems/de/storage/disk/storwize_v7000/index.html
IBM Storwize V5000
http://www-03.ibm.com/systems/de/storage/disk/storwize_v5000/index.html
IBM Storwize V3700
http://www-03.ibm.com/systems/de/storage/disk/storwize_v3700/index.html
Elastic Storage
http://www-03.ibm.com/systems/de/platformcomputing/products/gpfs/
IBM Bandspeichersysteme
http://www-03.ibm.com/systems/de/storage/tape/