Недавно мы проводили встречу в партнёрском центре обработки данных (ЦОД). Во время презентации многие удивились, почему мы используем только SSD и это — принципиальная позиция.
Мы не утверждаем, что HDD исчезнут (как это делают некоторые зарубежные издания). Однако привычные жёсткие диски становятся нишевым решением, уступая места более современным решениям. В статье разберёмся, почему так происходит.
Основы: что такое SDD и HDD, чем они отличаются
Жёсткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD) — это два основных типа устройств хранения данных, используемых в центрах обработки данных. В вашем домашнем компьютере тоже стоит что-то из них.
HDD
Хранят данные на вращающихся магнитных дисках, а для чтения и записи данных используется механический манипулятор. Жёсткие диски известны своей большой ёмкостью и относительно низкой ценой за гигабайт записанной информации. Однако их возможности ограничены механической природой, что приводит к снижению скорости доступа к данным, увеличению задержек и энергопотребления.
SSD
Хранят данные на чипах флэш-памяти и не имеют движущихся частей. Это принципиальное отличие дает ряд SSD ряд преимуществ, включая более высокую скорость доступа к данным, меньшую задержку, более высокую надежность и меньшее энергопотребление. Однако твёрдотельные накопители стоят дороже жестких дисков в пересчете на гигабайт, но их преимущества в производительности часто оправдывают высокую стоимость.
Сравнение характеристик SSD и HDD
Скорость. Твёрдотельные накопители значительно быстрее жестких дисков: типичная скорость чтения/записи составляет от 500 МБ/с до 3500 МБ/с против 100 МБ/с — 200 МБ/с для жёстких дисков.
Латентность. Это время, которое проходит между моментом, когда компьютер передает запрос на данные на жёсткий диск, и моментом, когда эти данные начинают поступать на компьютер. У SSD низкая задержка, обычно 10-100 микросекунд по сравнению с HDD — обычно 5-10 миллисекунд.
Долговечность. Твёрдотельные накопители более долговечны благодаря отсутствию движущихся частей, что снижает риск механических повреждений.
Энергоэффективность. Твёрдотельные накопители потребляют меньше энергии, чем жёсткие диски, что делает их более подходящими для центров обработки данных с низким энергопотреблением.
Почему HDD не подходят для современных облаков
Облачные вычисления становятся основой современного бизнеса и выбор технологии хранения данных играет решающую роль в эффективности, производительности и надёжности облачных сервисов. Хотя HDD на протяжении десятилетий были «рабочими лошадками» в области хранения данных, они все чаще не отвечают требованиям современных облачных сред.
Разберём несколько примеров, приближённых к практике.
Пример 1. Базы данных для высоконагруженных систем
Компании использует аналитическую платформу для анализа поведения клиентов и ведения Real-time маркетинга. Это когда клиенты получают спецпредложения на основе их поведения «здесь и сейчас».
Производительность операций ввода-вывода в секунду (IOPS) у жёстких дисков гораздо ниже, чем у твёрдотельных накопителей. Для высокопроизводительных баз данных требуется быстрый и одновременный доступ к данным, который HDD не в состоянии обеспечить. Это ограничение приводит к замедлению времени отклика на запросы и снижению общей производительности. Такая задержка неприемлема в интернет-коммерции, где миллисекунды разделяют прибыль и убытки.
Пример 2. Виртуализация и облачный хостинг
Виртуализированные среды часто предполагают одновременный доступ нескольких виртуальных машин (ВМ) к хранилищу. Механическая природа HDD означает, что при одновременном доступе нескольких ВМ к данным головки чтения/записи вынуждены часто перемещаться, что приводит к задержкам. Это может серьёзно повлиять на производительность и отзывчивость размещенных приложений.
Проблема может казаться незначительной, ведь клиент может выкупить выделенный сервер и распоряжаться 100% его мощностями. Это так, но даже в таком сценарии обычно нужно несколько ВМ. Плюс провайдер просто отсекает стартапы и средний бизнес, которым достаточно виртуального сервера.
Пример 3. Большие данные и машинное обучение
Рабочие нагрузки, связанные с большими данными и машинным обучением, предполагают быструю обработку массивов информации. Жёсткие диски, обладающие более низкой скоростью передачи данных, не справляются с высокими требованиями к пропускной способности, что приводит к замедлению обработки данных.
Алгоритмы машинного обучения часто требуют моментального доступа к большим наборам данных. Производительность жёстких дисков значительно снижается при случайном доступе из-за времени, необходимого головкам чтения/записи для перемещения в разные места диска.
С чем справляются HDD
Нельзя сказать, что жёсткие диски бесполезны. Они подходят для следующих задач:
- Долгосрочное хранение редко используемых данных, таких как архивы резервных копий, исторические записи и данные о соответствии нормативным требованиям.
- Холодное хранилище — когда к информации редко обращаются. Это могут быть данные о соблюдении нормативных требований или старые файлы проектов.
- Хранение и управление большими объемами структурированных и неструктурированных данных, которые используются для периодического анализа, а не для обработки в режиме реального времени.
- Размещение некритичных приложений, сред разработки и тестирования, где производительность не так важна. Чаще этим пользуются для учебных целей и пет-проектов.
Дело вот в чём: SSD справляется со всеми вызовами, которые стоят перед современной облачной инфраструктурой. Это касается и задач, традиционно свойственных HDD. Однако жёсткие диски не «потянут» высокую нагрузку.
SSD ценят не только за производительность, но и за гибкость. Один из акутальных трендов: бессерверные вычисления. Они стали возможны только благодаря преимуществам SSD. Узнайте больше о феномене Serverless нашем блоге.
Преимущества облаков, использующих SSD
Сегодня бизнес неизбежно сталкивается с обработкой массивов данных. Это касается всех: от интернет-магазинов до крупных банков, обрабатывающих терабайты данных ежедневно. Традиционные HDD с их механическими компонентами и низкой скоростью работы часто не могут соответствовать этим требованиям. Именно здесь на помощь приходят SSD.
Производительность
Возможность быстрого чтения и записи данных напрямую влияет на скорость отклика приложений и сервисов. В SSD просто нет движущиеся части, поэтому они не скованы техническими ограничениями. Это обеспечивают молниеносный доступ к данным и скорость их обработки.
- Для e-commerce и fin-tech быстрый доступ к данным означает ускорение оформления заказа, что повышает удобство работы пользователей и снижает количество отказов.
- Приложения, размещенные на SSD, загружаются и работают быстрее, обеспечивая конечным пользователям бесперебойную и отзывчивую работу.
- При работе с большими объемами данных, например при анализе больших данных, высокая скорость чтения/записи на SSD позволяет быстрее принимать решения.
Надёжность и долговечность
Простои и потеря данных могут иметь катастрофические последствия для бизнеса. SSD отличаются повышенной надёжностью и долговечностью по сравнению с традиционными жёсткими дисками благодаря своей твердотельной архитектуре. В отчёте IDC подчёркивается, что частота отказов твёрдотельных накопителей значительно ниже, чем жёстких дисков, что делает их более надёжным выбором для критически важных приложений.
- SSD выдерживают интенсивные циклы чтения/записи без снижения производительности, что обеспечивает более длительный срок службы.
- Такие функции, как защита от потери питания и расширенная коррекция ошибок в корпоративных SSD, обеспечивают целостность данных, снижая риск их повреждения и потери.
- В отличие от жёстких дисков, которые могут страдать от фрагментации и механического износа, SSD сохраняют стабильную производительность в течение долгого времени, обеспечивая надёжное предоставление услуг.
Масштабируемость и гибкость
Одно из главных достоинств облачных решений — их способность масштабироваться в соответствии с потребностями бизнеса. Использование SSD помогает сохранить это преимущество.
- По мере роста бизнеса и увеличения потребностей в данных SSD позволяют быстро и легко масштабировать инфраструктуру хранения без «узких мест» в производительности.
- SSD поддерживают высокую производительность IOPS, что делает их идеальным решением для виртуализированных сред и облачных приложений, требующих динамического распределения ресурсов.
Энергоэффективность
Энергопотребление — одна из главных проблем ЦОД, как с точки зрения затрат, так и с точки зрения экологии. SSD по своей сути более энергоэффективны, чем жёсткие диски: они потребляют меньше энергии и выделяют меньше тепла. По данным Uptime Institute, твёрдотельные накопители могут снизить энергопотребление на 80% по сравнению с жёсткими дисками.
- Снижение энергопотребления приводит к значительной экономии на счетах за электричество, что является одним из основных операционных расходов для ЦОДов.
- Меньшее выделение тепла означает меньшую потребность в системах охлаждения.
Чем SSD для бизнеса отличаются от потребительских
Основные отличия корпоративных SSD от устройств, которые можно встретить в магазине электроники.
Стабильная производительность
SSD корпоративного класса предназначены для стабильно высокой производительности при интенсивных рабочих нагрузках. Они поддерживают скорость чтения/записи даже при непрерывном использовании, что очень важно для центров обработки данных и корпоративных приложений, где важны высокая пропускная способность и низкая задержка.
Привычные SSD оптимизированы для повседневного использования, например для загрузки компьютера, запуска приложений и базовых игр. Хотя они обеспечивают высокую скорость, производительность может снижаться при длительных интенсивных нагрузках из-за теплового дросселирования и отсутствия возможности устойчивой записи.
Выносливость (DWPD)
Корпоративные SSD созданы для работы с гораздо большим количеством циклов записи. Они имеют высокие показатели выносливости, который измеряются в количестве записей на диск в день, или DWPD. Рейтинг выносливости достигает 3-5 DWPD в течение 5 лет. В потребительском сегменте часто держатся на уровне 0,3-1 DWPD.
Надёжность
SSD для бизнеса включают защиту от потери данных и сложные алгоритмы коррекции ошибок. Эти функции обеспечивают целостность данных и минимизируют риск их потери при сбоях питания или отказе системы. Потребительские SSD справляются с базовыми задачами, но использовать их для запуска критически важных приложений не рекомендуется.
Ёмкость
Для бизнес-задач выпускают SSD до 100ТБ, хотя в обиходе чаще можно встретить модели на 200ГБ. Обычно облачные провайдеры помогают подобрать объем памяти накопителей, опираясь на потребности заказчика.
Стоимость
SSD корпоративного класса дороже в расчете на ГБ из-за повышенной производительности, долговечности и надёжности. Более высокая стоимость оправдана их ценностью для критически важных сред, где простои и потеря данных рискуют принести гораздо большие издержки.
Преимущества SSD накопителей: выводы
Чем сложнее задачи бизнеса, тем больше шансов, что ему нужны облака, базирующиеся на SSD. Высокопроизводительные базы данных, виртуализированные среды и приложениях для работы с большими данными и машинным обучением — все эти сценарии невозможны с HDD.
Протестировать облачный сервер на высокопроизводительном SSD можно уже сегодня. Просто опробуйте демо-доступ к «Инферит Облаку». Производительность накопителей — до 125 000 IOPS на диск.
