Quelques réflexions sur le déploiement de SSD

Par Bob Fine, directeur du marketing produits chez Compellent

La technologie SSD existe depuis des dizaines d’années. Elle a tout d’abord été adoptée sur les portables et les ordinateurs de bureau, principalement par les utilisateurs les plus avancées et toujours à la recherche de puissance.

Désormais, les entreprises reconnaissent l’intérêt du SSD au sein des datacenters lorsqu’il s’agit d’obtenir un gain de performance pour les applications stratégiques. Elles savent recourir à un plus petit nombre de disques SSD, comparé au nombre de disques durs classiques qu’elles devraient déployer pour obtenir un niveau de performance équivalent.

Toutefois, toutes les technologies SSD ne sont pas identiques. S’offrir la vitesse du SSD est onéreux : son prix moyen par gigaoctet est approximativement 10 fois plus élevé que celui d’un disque dur classique. Aussi, avant d’adopter les SSD, une entreprise doit parfaitement cerner ses besoins afin de déterminer la configuration SSD la mieux adaptée à ses applications.

Voici quatre réflexions matérielles et logicielles sur les SSD à prendre en considération avant tout déploiement :

1. Besoin de rapidité : les SSD sont-ils la meilleure réponse ?

Dans son étude, « Worldwide Solid State Drive 2007-2012 Forecast and Analysis: Entering the No-Spin Zone, » (Prévisions et analyses sur le SSD – 2007-2012 : entrée dans une nouvelle ère), IDC prévoit une croissance de 70% du marché du SSD entre 2007 et 2012, sans que pour autant le passage à cette nouvelle infrastructure de stockage ne soit immédiat.

La technologie SSD offre la puissance nécessaire à l’augmentation significative des flux d’entrée/sortie (IO/sec.) pour les applications les plus exigeantes. Elle libère également les disques classiques sur-sollicités dans le cadre d’architectures de stockage multi-niveaux pour leur permettre de fonctionner au maximum de leurs capacités. Le stockage multi-niveaux déplace les données entre les disques très rapides mais de faible capacité et des disques de très grande capacité mais plus lents. Cependant, l’intégration de SSD dans un environnement qui ne serait pas optimisé pour cette technologie constitue en quelque sorte le mariage de la carpe et du lapin.
Afin d’équilibrer vitesse et coûts, peut-être vaut-il mieux commencer petit, sans acquérir d’emblée un grand nombre de disques SSD. Assurez-vous que vous pourrez maximiser l’utilisation du stockage SSD en associant les disques à des applications de virtualisation clés, et regardez si vous pouvez intégrer la technologie dans votre équipement existant ou si vous devrez installer une nouvelle « brique » ou un nouvel équipement afin d’utiliser efficacement le SSD.

En l’absence d’une infrastructure adaptée, les disques peuvent rapidement devenir trop chers, difficiles à gérer et inefficaces comparés aux médias de stockage traditionnels. Dans le cadre de l’évaluation du SSD, demandez à vos fournisseurs potentiels comment ils intégrent les SSD dans leurs systèmes existants et comment ils en optimisent le fonctionnement.

2. Disque ou cache : deux façons de configurer les SSD

Une fois la décision d’installer un système SSD actée, vous devez réfléchir à la configuration qui sera retenue. Le choix principal – et souvent le plus sujet à discussion – est de savoir si, pour en optimiser l’efficacité, vous allez utiliser le disque comme stockage tampon ou comme stockage permanent.

Une utilisation comme stockage tampon (ou cache) peut améliorer la performance du serveur ou du contrôleur en agissant comme une extension de la mémoire DRAM. La plupart des contrôleurs sont essentiellement des systèmes clos qui n’acceptent pas de cartes cache. La seule option possible est alors d’ajouter un cache SSD dédié. Mais cette solution devient vite très coûteuse. En effet, les cartes cache acceptées par les contrôleurs occupent un emplacement PCI-express qui aurait sinon pu être utilisé pour maximiser le nombre de ports. En outre, le principal inconvénient de l’implémentation du SSD comme cache est qu’il empêche les utilisateurs de mettre en place une architecture multi-niveaux. Alors que, selon les experts, celle-ci est le moyen le plus efficace de bénéficier des performances du SSD.

Contrairement aux configurations de mémoire tampon, l’utilisation des SSD comme mémoire permanente permet aux utilisateurs de les intégrer dans le cadre d’une architecture multi-niveaux aux côtés de disques classiques. Dans le cadre d’une telle architecture automatisée, les SSD peuvent être réservés aux applications nécessitant le niveau de performance le plus élevé, ce qui signifie que moins de SSD sont nécessaires. Des données moins importantes mais nécessitant un accès rapide peuvent, quant à elles, être stockées sur des disques Fibre Channel ou SATA, plus économiques et de plus grande capacité, au lieu d’être archivées sur bande ou en externe. Le déplacement automatique des données entre les SSD et les autres disques en fonction de règles définies, comme la fréquence d’accès par exemple, peut réduire de façon significative le coût de conservation et de gestion des données.

La décision d’installer les disques comme stockage tampon ou permanent renvoie en fait à la question fondamentale : quels sont vos besoins exacts ? D’un côté, le stockage tampon améliore considérablement les performances de l’ensemble de l’infrastructure et ne nécessite ni nouveau logiciel ni formation. Cette solution rend néanmoins très difficile le stockage multi-niveaux. De l’autre côté, quand le SSD est intégré au premier niveau d’un système de stockage permanent, les utilisateurs peuvent se contenter d’acheter le nombre de disques SSD nécessaire au stockage des blocs actifs de leurs applications. Ils n’ont pas besoin d’acheter les SSD pour l’ensemble des volumes.

3. SLC ou MLC : ce qu’il y a à l’intérieur fait la différence

Il y a deux types de disques SSD : ceux qui sont basés sur la mémoire flash et ceux qui s’appuient sur la mémoire DRAM. Depuis l’apparition des SSD, la technologie flash a modifié le paysage et dépassé la DRAM comme technologie privilégiée au sein des datacenters. Bien que la DRAM soit plus performante, la technologie flash est déjà largement plus rapide que les systèmes de stockage sur disque tout en étant moins chère à déployer que la DRAM. En outre, elle est la technologie la plus retenue par les principaux constructeurs.

La technologie flash présente dans les disques SSD est divisée en deux catégories : le Single Level Cell (SLC – cellule unique) et le Multi Level Cell (MLC – multi cellules). La première se trouve essentiellement dans les disques professionnels : comme son nom l’indique, chaque octet est stocké dans une cellule unique. Ce format est réputé pour sa fiabilité et sa longévité. Il offre en outre de meilleurs cycles de lecture/écriture. La flash MLC permet quant à elle de stocker plusieurs octets dans une seule cellule. Or, plus on stocke de données dans une cellule, plus on en perd si on perd la cellule. Bien moins chère à fabriquer, la flash MLC offre des taux de transfert plus lents, consomme plus d’énergie et a une durée de vie plus limitée. Elle se trouve par exemple dans les cartes mémoire destinées au grand public.

4. Les applications logicielles permettant d’optimiser l’efficacité des SSD

L’augmentation des performances des opérations et l’accès aux opérations stratégiques sont les principales motivations d
’investissement dans la technologie SSD. Une fois les décisions matérielles prises, vous devez vous intéresser aux questions logicielles. Deux technologies de virtualisation de stockage se distinguent pour leur capacité à tirer bénéfice des performances des SSD : l’allocation dynamique du stockage (thin provisioning) et le stockage multi-niveaux automatisé. Vous pouvez également employer un logiciel d’administration des ressources de stockage (SRM), pour suivre automatiquement la capacité utilisée par chaque niveau, et  par les disques SSD eux-mêmes. Le logiciel de SRM est capable de fournir suffisamment de détails sur l’utilisation de chaque périphérique, pour vous permettre de planifier en parfaite connaissance de cause la capacité utile aux SSD.
Ceci nous conduit à une question que tout le monde devrait se poser : y a-t-il des coûts cachés ?

De nombreuses solutions exigent d’investir dans des « briques » et des baies entières, ce qui augmente significativement les coûts. D’autres vous permettent d’acquérir des SSD en plus petites quantités, au fur et à mesure de la croissance de vos besoins.

Quoi qu’il en soit, vous devrez pré-déterminer les volumes et les applications à utiliser avec la technologie SSD. Pouvez-vous utiliser l’allocation dynamique de stockage avec les SSD, ou allez-vous perdre de la capacité simplement pour allouer de l’espace de stockage ? Le « thin provisioning », ou allocation dynamique de stockage, signifie que l’espace est consommé sur ces disques plus coûteux, uniquement lorsque des données y seront effectivement écrites, en laissant autant d’espace libre que possible et en permettant aux disques de fonctionner à leur niveau de performance le plus élevé. Bien que le « thin provisioning » gagne en popularité, très peu de constructeurs intègrent encore cette technologie au SSD.

Il faut également prendre en compte la capacité d’automatiser le stockage multi-niveaux. L’intégration du SSD peut améliorer les performances, mais sans possibilité de déplacer dynamiquement les données vers des niveaux de stockage plus bas (et plus lents), les données inutilisées restent, statiques et inutiles, sur des niveaux de stockage plus élevés (et plus rapides). Cela annihile rapidement les bénéfices attendus par l’entreprise. Des études montrent ainsi que 70% à 80% des données sont inactives à un moment donné. Leur déplacement automatique permet de garder un accès rapide aux données utilisées régulièrement, tout en supprimant une administration manuelle ou l’utilisation d’un logiciel de classification des données. Tout ceci se traduit par un gain de temps et d’argent.

La combinaison du « thin provisioning » et de la gestion automatisée du stockage des données permet aux utilisateurs de dédier les SSD aux applications stratégiques.

Tirer profit du SSD

L’efficacité du SSD s’appuie sur sa capacité à accroître les entrées/sorties et sur son utilisation. Ainsi, si son coût au Go peut s’avérer plus élevé que celui de disques classiques, son coût par entrée/sortie est largement inférieur. Certains fournisseurs de solutions SSD estiment ainsi qu’un SSD peut offrir la performance de 30 disques Fibre Channel.

Bien que tous les datacenters n’aient pas besoin de traiter quotidiennement des dizaines de milliers d’IO/sec., l’implémentation de SSD vous aidera à pérenniser une architecture de stockage et préparera votre entreprise à une gestion contrôlée de sa croissance future.

Plus important encore, l’intérêt des SSD peut se mesurer au quotidien sur les postes de travail. En effet, les utilisateurs sont les premiers à constater l’amélioration des performances du système d’information. Une plus faible latence améliore la gestion des requêtes sur les bases de données et le traitement des rapports de vente, démontrant que l’intérêt des SSD se mesure aussi bien d’un point de vue informatique que du point de vue de l’activité quotidienne de l’entreprise.