ibm flashsystem soluzioni storage già pronte per il futuro

IBM FlashSystem: soluzioni storage già pronte per il futuroMigliorano le prestazioni delle applicazioni e aumenta l’efficienza del data center

Indice• Il tempismo è tutto:

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

• Altri dettagli tecnici ...................................................................................................................... 13

Il tempismo è tutto: le applicazioni business critical per l’aziendaChiunque 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

IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni 3

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.

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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La sfida. Quando non è solo una questione di velocità del processore.



IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni

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. 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.

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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.


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.

Le “correzioni” tradizionali per la latenza dell’HDD

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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La soluzione storage all-flashPer 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.

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

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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.






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.

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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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 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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Tecnologia e strategiaPer 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.

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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Non tutte le applicazioni richiedono una soluzione all-flash; ma per molte è vitale e spesso sono quelle più critiche per l’azienda.






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.

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.

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La maggior parte dei problemi relativi alle prestazioni dell’applicazione derivano da query simultanee a elevato volume, e spesso altamente complesse, al database.






Ulteriori informazioniPer 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

vii. White Paper: “Faster Oracle Performance with IBM FlashSystem” http://public.dhe.ibm.com/common/ssi/ecm/en/tsw03191usen/TSW03191USEN.PDF

viii. “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=WH&infotype=SA&appname=STGE_TS_ZU_USEN&htmlfid=TSL03112USEN&attachment=TSL03112USEN.PDF

xi. Solution Guide: “IBM FlashSystem in OLAP Database Environments” www.redbooks.ibm.com/technotes/tips0974.pdf

xii. Case Study: “Rathbone Brothers Plc Runs Billion-Dollar Business on Flash Storage” http://www.ibm.com/common/ssi/cgi-bin/ssialias?subtype=AB&infotype=PM&appname=STGE_TS_ZU_USEN&htmlfid=TSC03217USEN&attachment=TSC03217USEN.PDF

xiii. Case 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=PS&infotype=SA&appname=STGE_TS_ZU_USEN&htmlfid=TSP12551USEN&attachment=TSP12551USEN.PPT

12IBM® FlashSystem™: soluzioni storage per una maggiore efficienza del data center e migliori prestazioni delle applicazioni

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


Il presente eBook è stato commissionato, finanziato e supportato da IBM.

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