Česká datová centra masově inovují. Přecházejí na polovodičové disky SSD.
Zatímco ve světě je jejich používání v datových centrech běžné, u nás se stále masivně využívají spíše pevné disky neboli v anglické transkripci harddisky (ve zkratce HDD). Nástup jejich polovodičových variant se však bez větší publicity od minulého roku zrychluje, ať už s ohledem na rozšiřování center, nebo požadavky na výkon.
Podle výzkumu společnosti Kingston, největšího světového nezávislého výrobce paměťových produktů, přecházejí datová centra v České republice průběžně na výkonné, takzvané Enterprise SSD (solid state drive; kategorie Enterprise je primárně určena spíše do serverů, ale může být využita třeba i v notebooku či v PC).
„V porovnání s globálními trendy je v České republice nástup Enterprise SSD pozvolnější, ale odklon od harddisků je mnohem větší, než jsme předpokládali,“ říká Marcin Gaczor, zástupce společnosti Kingston pro Českou a Slovenskou republiku
Z odpovědí jednotlivých respondentů průzkumu jednoznačně vyplývá, že provozovatelé datových center u nás průběžně navyšují kapacitu a modernizují svou infrastrukturu. To se děje v souladu s rostoucí poptávkou po službách datových center. Hlavním cílem modernizace je pak ve většině případů zvýšení jejich efektivity a udržení konkurenceschopnosti poskytovaných služeb.
„Firmy nejčastěji nová úložiště instalují v případě rozšiřování datového centra nebo při optimalizaci jeho energetické efektivity. Souběh HDD a SSD v jednom datovém centru je tedy v ČR běžný.
Při přechodu na polovodičové SSD jde o okamžité výrazné navýšení výkonu a úsporu prostoru. Moderní servery jimi vybavené zaberou zhruba 25 % místa původních 3,5″ harddisků. To výrazným způsobem snižuje nároky na podlahovou plochu, spotřebu energie nebo chlazení serveru,“ dodává Marcin Gaczor z Kingstonu.
Celkově lze konstatovat, že přechod na SSD představuje výrazný pokrok pro všechny druhy zařízení. Jejich výjimečnost se skrývá v absenci pohyblivých (a tím i více poruchových) mechanických částí. Nic se v nich netočí, jsou proto i výrazně odolnější vůči otřesům a vibracím, ale též vůči změnám tlaku (například v letectví), nehlučné, mají nižší spotřebu elektrické energie, a hlavně vyšší přenosovou rychlost. Rychlost startu je téměř okamžitá.
SSD – OČ SE JEDNÁ
Solid state drive (do češtiny překládáme jako polovodičový disk) je v informatice zařízení pro čistě elektronické ukládání dat. Je nástupcem magnetických pevných disků.
Nejde o žádnou novinku. První SSD jednotka byla vyrobena již v roce 1976, ale trvalo dlouhých 35 let, než se ceny (a kapacity — pozn. red.) dostaly na takovou úroveň, aby bylo možné masivní rozšíření. V prvopočátku byla schopná zaplatit vysokou cenu, podobně jako u jiných nejmodernějších technologií, pouze armáda. Armádní jednotky a kosmické projekty potřebovaly paměti fungující v jakékoliv nadmořské výšce (pro letectví), a zároveň v kritické situaci umožňující jednoduše a rychle zlikvidovat data na datovém nosiči. Všechny tyto vlastnosti elektronické jednotky SSD splňovaly.
SSD postupem času nahradily pevné disky a umožnily řadu nových aplikací. Je třeba ovšem dodat, že mají i své nevýhody dané jejich konstrukcí. Podle typu použitých čipů dosahují vyšší ceny i životnosti nebo naopak nižší ceny a kratší životnosti (viz box). Mezi nevýhody oproti klasickým pevným diskům patřila také znatelně vyšší cena za gigabyte.
PEVNÝ DISK UŽ NEKRALUJE
Když se na počátku 80. let 20. století zrodily první stolní počítače, dostaly zkráceně označení PC. Za touto zkratkou se skrývala anglická slova personal computer, česky osobní počítač. Tento novodobý elektronický zázrak začal pro dlouhodobé uchování dat používat dvě otáčející se magnetická média. Jedno bylo výměnné a pružné, proto se mu začalo říkat pružný disk. Jeho poměrně velký, 8″ rozměr původně připomínal spíše gramofonovou desku v obalu, časem se však zmenšil do podoby 5,25″ a následně 3,5″ diskety. (Kapacita zmenšování rozměru díky rostoucí hustotě zápisu rostla, zatímco první 8" média poskytovala pouhých 160 KB (pozdější 1,1 MB), její menší následovnice nabídly 1,2 MB (zpočátku též 160 KB), respektive 1,44 MB (později i 2,88 MB, v této variantě se však s ohledem na nižší spolehlivost a vyšší cenu příliš neprosadily) — pozn. red.)
Další paměť osobních počítačů byla v nich pevně zabudována (nešla tedy z počítače vyjmout) – a začalo se jí říkat Winchester disk. Dnes už je tento pojem téměř zapomenut (s výjimkou některých zemí, mezi něž patří Maďarsko a Rusko — pozn. red.) a běžně se užívá spíše označení pevný disk.
V magnetické vrstvě otáčejícího se pevného disku, který slouží jako velkokapacitní paměť počítače, jsou informace velmi nahuštěny. Je proto hermeticky uzavřen tak, aby k němu nemohl prach a další nečistoty.
Je ovšem zajímavé, jak název Winchester disk vlastně vznikl. Na svět ho v roce 1973 přivedla IBM. Traduje se, že když tato americká firma rozhodla o vývoji nového typu diskové paměti, dala projektu kódové označení. Vzhledem k tomu, že projektovaná kapacita disku tehdy byla 35 MB a ráže populární pušky „winchestrovky“ je 35 setin palce, dostal kódové označení Winchester. Disk nakonec přišel na trh pod označením IBM 3340, ale název Winchester už mu na dlouhou dobu zůstal jako celosvětové označení pevných disků.
HDD DOBÍHAJÍ, SLOUŽÍ PRO COLD DATA
Z citovaného výzkumu mezi českými datovými centry vyplývá, že v minulém roce jich 50 % navyšovalo svou kapacitu s ohledem na zvýšenou poptávku a objem dat. Druhá polovina rozšiřuje svou kapacitu průběžně, nebo provedla rozšíření už před rokem 2020, využila tedy své rezervy. Při rozšíření, modernizaci nebo optimalizaci všechna datová centra, s výjimkou jednoho, uvedla, že nově instalují úložiště Enterprise SSD, a to všech typů.
„Uvědomujeme si, že all-f lash umožňuje aplikacím dodat nejen potřebný výkon, ale nabízí i mnohem snadnější plánování, správu a reorganizaci prostředků úložiště, a tak chrání naše investice lépe než technologie založené na mechanických discích,“ uvedl jeden z respondentů.
Klasické harddisky stále v českých datacentrech zůstávají (s výjimkou jednoho datového centra, které využívá pouze SSD), ale ve více než v polovině případů slouží pouze k zálohování a obecně pro méně aktivně používaná (takzvaná cold) data.
„Pevné disky typu HDD se v našich datacentrech využívají jen pro cold data, tedy k archivaci a zálohám. Zákazníci už v dnešní době berou SSD jako standard a zájem o klasické pevné disky upadá. Dává to smysl, neboť hustota zápisu u SSD oproti HDD byla překonána před pár lety a od té doby jen roste,“ uvedl další z respondentů. Podstatná část provozovatelů (40 %) také odhaduje, že k úplnému přechodu na SSD dojde v horizontu 3 až 4 let.
Výzkum se uskutečnil ve spolupráci se skupinou CCB zaměřenou na odborná média z oblasti IT. Celkem se zapojilo na 50 subjektů, mezi nimi nejčastěji poskytovatelé cloudových služeb typu IaaS a PaaS (případně BaaS), tedy provozovatelé poskytující infrastrukturu, platformu, případně kompletní backend formou služby. Doplňujícími skupinami respondentů průzkumu byly firmy, které provozují datové centrum pro vlastní potřebu nebo poskytují cloudové služby typu SaaS (software formou služby).
TLAK NA VÝKONNOST DATOVÝCH CENTER DÁLE POROSTE
Podle expertů společnosti Kingston bude tlak na rozvoj datových center nadále pokračovat i v nejbližších letech.
Rozvoj tlačí několik faktorů: generování většího objemu dat u koncových uživatelů i firem zaměřených na elektronické služby (například e-shopy). Postupující digitalizace státní správy a municipalit, rozvoj on-line platforem pro zdravotnictví. Rozvoj datově náročných oblastí: internet věcí, stále rostoucí zapojení umělé inteligence a také nástup nových sítí páté generace — 5G.
„Nejde pouze o výkon a kapacitu. Další posun k SSD v datových centrech je motivovaný snahou o prostorové a energetické úspory a také větším důrazem na zabezpečení, tedy pokročilé šifrování úložišť. Celkem v oblasti investic do hardware infrastruktury datových center očekáváme v příštím roce celkový růst zhruba o 4 %,“ říká Tony Hollingsbee, EMEA business manager pro produkty SSD.
VÝKON, RENTABILITA A VÝDRŽ
Disky SSD se vyrábějí tak, aby je bylo možné snadno použít jako náhradu nebo doplněk ke klasickým pevným diskům založeným na rotujících magnetických plotnách. Existují v mnoha variantách, včetně tradiční verze 2,5″. U serverových SSD se počítá s jinou pracovní zátěží i s jinými požadavky na konstrukci disků. Disky v serverech a datových centrech už jsou připraveny na vyšší zátěž, protože u nich není výjimkou stoprocentní cyklus v průběhu 24/7 během celého roku. Podnikové SSD odlišují od klientských disků tři hlavní vlastnosti: výkon, rentabilita a výdrž. Právě na ně je třeba se zaměřit, když se rozhoduje o výběru řešení podnikového úložiště nebo datového pole.
„Důležitým faktorem je také zabezpečení a další zajištění kontinuálního provozu, jako je například podpora při problémech s napájením, která umožňuje uložit všechna zpracovávaná data v případě výpadku energie,“ uvádí Marcin Gaczor.
| SSD: CENA A KAPACITA VERSUS ŽIVOTNOST A RYCHLOST |
| SSD trpí na tzv. opotřebovávání buněk. V případě použití nejlevnějších QLC (quadruple level cell) čipů pracujících se 4 bity v buňce (využívají 16 napěťových úrovní) vypovídají paměťové buňky SSD funkčnost i po 300 až 1 000 zápisech. Nejběžnější TLC (triple level cell) čipy ukládající 3 bity na buňku (8 napěťových stavů) přestávají být použitelné při zhruba 500 až 3 000 zápisech, v případě MLC (multi level cell) se 2 bity na buňku (4 napěťové stavy) zhruba při 3 000 až 10 000 zápisech, zatímco SLC (single level cell) čipy zapisující 1 bit na buňku (2 napěťové stavy) zvládnou i 100 000 zápisů. Ovšem za cenu vysoké ceny a nižší hustoty zápisu, a tedy i nižších kapacit. Cesta ke zlevňování tedy vede přes víceúrovňové buňky, ale vybírá si svou daň. Dnes už je možné setkat se i s čipy PTC (penta level cell), ty uloží 5 bitů na buňku (32 úrovní napětí). Jejich životnost ještě není dostatečně prověřena praxí, ale rozhodně nebude vyšší než u QTC (spíše bude nižší). S rostoucím počtem úrovní navíc klesá i rychlost zápisu. Zlevňování SSD tak paradoxně vede i k jejich zpomalování. Životnost disku lze prodloužit s pomocí řadičů, které např. zajišťující průběžnou kompresi a dekompresi soborů, tedy menší množství ukládání dat, nebo využívají technologii TRIM. Ta se stará o rovnoměrné opotřebování buněk. U disků s touto technologií tak lze logicky jejich životnost prodloužit připlacením si za větší kapacitu, než jakou dlouhodobě využijeme. /mim/ |
