A félvezető alapú tárolóeszközök megjelenésével bizonyos értelemben új korszak kezdődött a vállalati adattárolásban, ám ettől a megszokott eszközöket és technológiákat még biztosan sokáig nem kell kidobni. Még az eltemetettnek vélt megoldások is képesek a megújulásra.
Amikor a világon keletkező adatmennyiséget már exa- és zettabájtokban mérik, amikor egy-egy cég is tárolhat petabájtnyi adatot saját tárolórendszerein, igencsak felértékelődnek azok az eszközök, amelyek ezt az irdatlan adathalmazt tárolják. Sokszor esett már szó a különféle vállalati rendszerekről, de talán érdemes egy pillantást vetni azokra a technológiákra, eszközökre is, amelyekre az adatok végső soron felkerülnek: a merevlemezekre, a szalagos meghajtókra és korántsem utolsósorban a félvezető alapú háttértárakra (ssd-k).
Van még jövőjük
Sokan a múlt technológiájának tartják a mágnesszalagos (tape) tárolókat, de azok egyszerűen nem hajlandók erről tudomást venni, és köszönik, jól vannak. Tény és való, a merevlemezek árának csökkenése és kapacitásuk növekedése lehetővé tette, hogy a biztonsági mentések (és bizonyos esetekben az archiválások) egy része a lassú, nehezebben elérhető szalagok helyett a gyorsan hozzáférhető lemezekre kerüljenek, de ettől még továbbra is a szalagos tárolás kínálja a legolcsóbb fajlagos tárolási költséget.
Ráadásul a szalagos rendszerek fejlesztése egy pillanatra sem állt le. A szalag nemcsak a legolcsóbb, hanem a legnagyobb kapacitású tárolási formát is kínálja jelenleg. Az IBM TS1140 meghajtója 4 terabájt kapacitást kínál, az Oracle StorageTek T10000C-je pedig rálicitál erre 5 terabájtjával. Ezek a natív, tömörítetlen kapacitások: a szalagos meghajtóknál megszokott tömörítéssel többet is ki lehet hozni (be lehet zsúfolni) ezekből az eszközökből(be). Jóval többet, amennyit a ma legnagyobbnak mondható merevlemezekkel el lehet érni.
Mit sem ér azonban a nagy tárterület, ha az oda szánt adatok nem érnek át időben, vagyis ha a lementendő adatmennyiséghez képest kicsi a meghajtó áteresztőképessége. Az újabb szalagos meghajtók azonban már ebben is jól teljesítenek: a 240 megabájt/másodperces írási és olvasási sebesség segít lecsökkenteni a mentési ablakot. (A legfrissebb iparági szabványnak számító LTO-5 szalagkazetták natív kapacitása 1,5 terabájt, adatátviteli sebessége pedig 140 megabájt/másodperc).
A nagyobb kapacitású szalagok használata azt is jelenti, hogy kevesebb is elegendő belőlük ugyanakkora háttértár kialakításához. Ennek pedig többszörös költségcsökkentő hatása lehet: kevesebb szalag és kazetta (cartridge) szükséges; azokat kevesebbet kell mozgatni (miáltal csökken az igénybevétel); kisebb méretű lehet a szalagkönyvtár (egy átlagos egység ma már csaknem 100 kazettát tud befogadni), amit így karbantartani és menedzselni is egyszerűbb.
|
Átalakuló piac |
|---|
|
Nem szabad figyelmen kívül hagynunk a szalagos meghajtókat és tárolórendszereket, ugyanis ezek is folyamatosan fejlődnek, nagyjából kétévente megkettőzve a kapacitásukat, mondja Horváth Gábor, az IBM Magyarország storage üzletágvezetője. Az iparági konzorcium által fejlesztett LTO szabvány szerinti szalagkazetták jelenleg az ötödik generációnál tartanak, de a nagyjából 5-6 év múlva várható 8. generáció specifikációi is tisztán látszanak: az már több mint 12 terabájtos tömörítetlen kapacitást és a jelenleginél háromszor nagyobb, közel 500 megabájt/másodperces átviteli sebességet nyújt majd. Érdekes fejleménynek lehetünk tanúi ezen a piacon – teszi hozzá Horváth Gábor. Már elterjedtek a szalagkönyvtárakat utánzó, de merevlemezekből álló virtuális könyvtárak (vtl-ek), miközben megmaradtak a hagyományos rendszerek is. „A felhasználók igazából még keresgélik, hogy melyik rendszert hogyan és hova illesszék be az infrastruktúrába. Jelenleg az tűnik az általánosnak, hogy a vtl-t a rövid távú (napi) mentésekhez, a tényleges szalagokat pedig a heti vagy havi mentések tárolására használják”, mondta az IBM üzletágvezetője. |
Mint a merevlemez
Más területeken is tud újdonságokat felmutatni a szalagos technológia. Ezek közül az egyik legfontosabb talán az úgynevezett Linear Tape File System (LTFS), ami megfordítja az eddigi iparági trendet: nem a merevlemez fog úgy viselkedni, mintha szalagos meghajtó lenne, hanem a szalag veszi át a merevlemez bizonyos tulajdonságait.
Az IBM által az LTO konzorcium részére kifejlesztett LTFS kihasít magának egy kis darabot az LTO-5 meghajtóból, és azon a szalag tartalmának indexét tartalmazza. Ennek köszönhetően a szalag egészen úgy fog viselkedni, mint egy merevlemez vagy éppen usb-kulcs. A szalagon tárolt állományok és könyvtárak megjeleníthetők a számítógép képernyőjén, az állományok szintjén hozzá lehet férni a szalagon lévő adatokhoz, a fájlokat egyszerű mozgatással hozzá lehet adni, illetve ki lehet olvasni a tárolóról.
Ennek messze vezető következményei lehetnek. Az IBM-től ingyenesen elérhető kliensszoftver segítségével egy LTO-5 szalagos meghajtó ugyanolyan hálózati tároló lehet, mint manapság egy merevlemezes egység – kicsit ugyan lassabb annál, de nagyobb kapacitású, és ugyanolyan könnyen kezelhető.
Lenne is számos olyan alkalmazási terület, ahol nagyon jó hasznát tudnák venni az olcsó, de óriási kapacitású szalagoknak. Az egyik a film- és tévéipar. A digitális felvételek nyersanyagainak tárolásához elképesztő mennyiségű tárhely szükséges, amíg meg nem vágják őket a kész filmmé. A televízióállomásoknak meg több évre visszamenően kell valahol tárolniuk a műsoraikat, lehetőleg úgy, hogy azért elérhetők is maradjanak, és könnyen vissza lehessen keresni őket, amikor szükség van rájuk.
De több olyan iparág is van, ahol nagy mennyiségű képi adattal dolgoznak (hogy csak az olajkutatást és az egészségügyet említsük) – itt is beválhatnak a szalagok.
|
Egy vagy több szint |
|---|
|
Az ssd-kben többféle memórialapkát is alkalmazhatnak. Az úgynevezett single-level cell (slc) lapkák egyetlen cellában egy bitet tárolnak, a multi-level cell (mlc) lapkák pedig 2-4-et. Utóbbiak értelemszerűen több adatot tudnak tárolni ugyanakkora helyen, viszont bonyolultabbak is: míg az egybites slc-cellában két feszültségszintet kell létrehozni, a négybites mlc-ben már 16-ot (kettő a negyedik hatványon). A bonyolultságon – és az ebből fakadó kisebb megbízhatóságon – túl az írási sebesség is kárát látja a cellánkénti több bitnek. Már készülőben vannak, és a következő egy-két év során a kereskedelmi forgalomban is megjelenhetnek a háromdimenziós flashmemóriák (3D NAND), amelyek függőlegesen rétegezik egymásra a cellákat. Ezektől még nagyobb kapacitást és alacsonyabb árakat várnak a gyártók. |
Csak az ár mozog
Az adattárolásban az utóbbi években a félvezető alapú meghajtókhoz (solid-state disk, ssd) fűzték a legnagyobb reményeket. Az ssd-k ugyanazon az elven tárolják az adatokat, mint az usb-kulcsok és memóriakártyák: nem forgó mágneses lemezek, hanem szilícium alapú lapkák őrzik az információt. Mivel nincsenek benne mozgó alkatrészek, sokkal kisebbek és könnyebbek, mint a merevlemezek, kevesebbet fogyasztanak, sokkal gyorsabban írhatók-olvashatók – cserébe viszont kisebb kapacitásúak és meglehetősen drágák. Nem csoda, hogy eddig leginkább a hordozható eszközökben (ultrahordozható noteszgépekben, táblagépekben) találkozhattunk velük, ami nem jelenti azt, hogy ne lenne helyük a vállalati informatikában.
A vállalati rendszerekben természetesen nem ugyanolyan technológiákat találunk, mint a szupermarketek kampóin bonthatatlan csomagolásban lógó usb-kulcsokban. Teljesítményük, élettartamuk felülmúlja az egyszerű eszközökét, képesek a hibajavításra, és sokkal alaposabb minőség-ellenőrzésnek vetették alá őket, hogy bírják az adatközpontokban megszokott folyamatos működést.
Ez természetesen az árukban is meglátszik, és a leggyakoribb ellenérv az ssd-kkel szemben éppen az áruk volt. Újabban azonban az ssd-k és a merevlemezek közötti árkülönbség erősen csökkenni kezdett.
Az mlc típusú meghajtók (a magyarázatot lásd Egy vagy több szint című keretes írásunkban) átlagosan 2-7 dollár/gigabájt árszinten kaphatók, míg a nagyvállalati használatra szánt, 15 ezres fordulatszámú merevlemezek ára 1-4 dollár gigabájtonként. (A lassúbb, 7200-as fordulatszámú lemezek persze ennél jóval olcsóbban, 10-50 cent/gigabájt áron beszerezhetők.) Az említett árak persze csak magukra a puszta meghajtókra vonatkoznak, nem pedig a rendszerbe épített tárolóeszközökre. (Az „erős csökkenés” után még mindig kétszer, vagy inkább háromszor drágábbak az ssd-k… a szerk.)
Ám lehet más mérőszámokat is nézni, van, amelyben az ssd-k magasan verik a merevlemezeket. Az egyik az egy másodperc alatt végrehajtott írási/olvasási műveletekre (iops) jutó ár: itt szakértők szerint a félvezető alapú tárolók 0,4-15 centet tudnak, míg a merevlemezeknél ugyanez az érték 1-4 dollár! Nagyságrendi különbséget láthatunk az egységnyi energiafelhasználás mellett végrehajtott írási/olvasási műveleteknél is. Míg egy jóféle ssd 1000-15 ezer iops-ra képes egy watt áram felhasználásával, a merevlemezek ugyanezen értéke alig 10-40 iops/watt!
Magas áruk mellett kétségesnek tartott megbízhatóságuk miatt is féltek a vállalatok érzékeny adatokat bízni az ssd-kre. A félvezető alapú meghajtók újabb generációi azonban már sokkal jobban teljesítenek ezen a téren. Vezérlőik fejlett hibajavító kóddal küszöbölik ki az adatvesztést, illetve figyelik az egyes memóriacellák állapotát, és ha a „kifáradás” tüneteit észlelik rajtuk, akkor már nem írnak oda többé. Ezeknek is köszönhetően egyes gyártók már ötéves garanciát adnak az ssd-meghajtókra, és azt ígérik, hogy ezalatt naponta akár tízszer is tele lehet írni a tárolókat, mert azok bírni fogják a gyűrődést.
Más tényezőkre kell figyelni az ssd-knél. Kezdetben inkább csak gyorsítótárnak vagy a leggyakrabban használt adatok tárolására, a merevlemezes rendszerek kiegészítésére használták az ssd-ket, de ma már teljes tárolórendszerek is kialakíthatók csupa félvezető alapú meghajtóból. (Különösen jól jönnek az ilyenek a nagy sebességet igénylő műveleteknél, például a bonyolult adatbázis-lekérdezéseknél.) Ám ilyen esetekben könnyen előfordulhat, hogy a gyors ssd „eltömíti” az adatokkal a csatolót és a tárolóhálózati kapcsolatot – a félvezető alapú tárolók terjedése lehet az egyik oka annak, hogy az utóbbi években mind nagyobb számban térnek át a cégek a gyorsabb tárolóhálózatokra, mint amilyen a 10 gigabit/másodperc Ethernet vagy a 8 gigabites Fibre Channel.
|
Növekvő rendszereladások |
|---|
|
Miközben a merevlemezek gyártása és értékesítése akadozik, az ezeket magukba foglaló komplex tárolórendszerek piacán nincs visszaesés. Az IDC jelentése szerint a tárolórendszerek eladása 2011 utolsó negyedévében 7,7 százalékkal haladta meg az egy évvel korábbit, elérve a 6,6 milliárd dollárt. Ugyanakkor a növekedés jócskán elmaradt az egy évvel ezelőtti 16,6 százaléktól. Különösen nagy volt az emelkedés a tárolóhálózatok területén: a san-tárolókból származó árbevétel 14,1 százalékkal nőtt, miközben a hálózati tárolóeszközök (network-area storage, san) forgalma 1,2 százalékos csökkenést mutatott 2011 negyedik negyedévében. |
Áttörés nélkül
A „régi” és az „új” jelleg mellett a merevlemezek mostanában nem annyira technológiai újításaikkal, hanem puszta hiányukkal kerültek az érdeklődés homlokterébe. A tavalyi thaiföldi árvizek igen súlyosan érintették a legfontosabb gyártókat, olyannyira, hogy a Gartner szerint a tavalyi utolsó negyedévben a tárolórendszerekbe és szerverekbe szánt, nagy kapacitású SAS és SATA csatolós merevlemezek forgalma 18 százalékkal csökkent. Egy másik piackutató cég, az IDC is úgy véli, hogy az idei év első felében legalább 2-3 millió merevlemez fog hiányozni a piacról, és az ellátási lánc teljes mértékben csak az év végére tér magához.
A nagy sebességű (10 vagy 15 ezres fordulatszámú), SAS és Fibre Channel csatolós merevlemezek piacán ugyanakkor a Gartner szerint még nőttek is az eladások, de csak annak köszönhetően, hogy az ellátási láncban lévő készleteket 3 millió darabról 1 millió darabra csökkentették.
Az is igaz, hogy a merevlemezek területén nem voltak drámai áttörések, inkább lassú változásoknak lehettünk szemtanúi – és nem mindig előnyöseknek. Így például erősen befékeződött a merevlemezek ár/kapacitás arányának eddig évente megbízhatóan 40 százalékos javulása, vagyis egyre nehezebb lesz több és több adatot zsúfolni a mágneses felületre. A legutóbbi áttörés a függőleges adattárolás volt (amikor is „egymás felett” helyezték el a biteket), de az adatsűrűség további növeléséhez már innovációk kellenek . (Lásd Sűrűsödő adatok című keretes írásunkat!) Iparági szakértők szerint ezeknek az újításoknak köszönhetően 4-5 éven belül egyetlen 3,5 hüvelykes tányéron (amelyből több is lehet egyetlen merevlemezben) 8 terabájtnyi adatot lehet majd tárolni.
Ezzel együtt vállalati környezetben hátránya is van annak, hogy ennyi adat fér el egyetlen meghajtón: a meghibásodás értelemszerűen a korábbinál több adatot tesz elérhetetlenné. Az ilyen hibák ellen hagyományosan a RAID-5 megoldással védekeztek a gyártók, ám a több terabájtos lemezek tartalmának visszaállítása az úgynevezett paritásinformációból már nagyon sokáig tart, és fennáll a veszélye, hogy ez idő alatt egy további merevlemez is tönkremegy – akkor pedig tényleg elvész az információ.
|
Sűrűsödő adatok |
|---|
|
Jelenleg három technológiát tartanak ígéretesnek a szakértők: ezek tehetik majd lehetővé, hogy a megszokott merevlemezek még több adatot tároljanak adott felületen. – Bit-patterned media (bpm): ez minden bitet nanométeres nagyságrendű mintázatban tárol a média felületén. A végeredmény egyforma kis „szigetek” rendezett sorozata, ahol minden egyes sziget egy bitet tárol. – Hővel támogatott mágneses tárolás (heat-assisted magnetic recording, hamr): hővel stabilizálják a tárolt biteket, így kisebb területre lehet azokat bezsúfolni. Mivel azonban hőt gerjeszt, szembe megy az energiatakarékosság jelenlegi trendjével. – Mikrohullámmal támogatott mágneses tárolás (microwave-assisted magnetic recording, mamr): az egyes biteket a tárolómédia különböző szintjeire írja fel. Ami pedig a kísérleti fázisban lévő technológiákat illeti, az IBM kutatói – természetesen csak laboratóriumi körülmények között – képesek voltak 12 atom csoportosításával egy bitet letárolni, illetve 8 ilyen csoport révén egy teljes bájt információt elhelyezni az anyag felületén. A kísérlet alapján most úgy tűnik, hogy legalább 12 atom kell egy bit tárolásához – ez egyébként 100-szorosa a jelenlegi merevlemezek adatsűrűségének. |
Nem is kell mindenkinek az óriási kapacitás. Sokan inkább a kevesebb adatot tároló, de azokat gyorsabban elérhetővé tévő 2,5 hüvelykes merevlemezeket választják a korábban egyeduralkodó 3,5 hüvelykes meghajtók helyett. Piaci elemzők úgy vélik, hogy előbbiekből már idén ugyanannyi fogy majd, mint a nagyobbakból, és a térnyerés ezután is folytatódik. Ebben nem kis szerepe van annak is, hogy az energiatudatosság a tárolórendszereken is érezteti hatását: egy 2,5 hüvelykes meghajtó ugyanis 60 százalékkal kevesebbet fogyaszt, ami különféle újításokkal, például az éppen nem használt merevlemezek fordulatszámának csökkentésével még tovább javítható.
Jellemző az is, hogy korábban a szervereken vagy célhardvereken elvégzett feladatok már közvetlenül a merevlemezen is megoldhatók. Tipikusan ilyen a titkosítás vagy a deduplikáció – a kérdés csak az, mennyire igénylik a felhasználók, hogy ezt már a meghajtók szintjén végezzék.
Összeállította: Schopp Attila
