Mit der RamSan-720, Texas Memory Systems neustem SSD Storage System (bereits bestellbar, Auslieferung jedoch ab März) gelang es dem in Houston Texas ansässigen Spezialisten für High End Speichersysteme auf Basis von Flash Modulen, die Technologieführerschaft weiter auszubauen. Die RamSan-720 zeichnet sich durch hohe Kapazität (12 TByte), extreme Performance (400.000 IOPS read/write, Latenzen im Mikrosekundenbereich) und Hochverfügbarkeit (alle relevanten Komponenten sind redundant, no single point of failure) aus. Das Speichersystem hat einen sehr geringen Energiebedarf (300 bis 400 Watt) und wird als Rackmount mit einer Höheneinheit ausgeliefert. Das System hat seinen Preis, jedoch zeigt sich bei einer sorgfältigen Berechnung des Return of Invest bei vielen Anwendungen eine Amortisierung in kürzester Zeit. Lassen Sie uns einen genaueren Blick auf die HA-Features und die Anwendungsgebiete dieser faszinierende Speichermaschine werfen. Beginnen wir mit den Einsatzmöglichkeiten.

Einsatzmöglichkeiten

Die Einsatzmöglichkeiten einer RamSan-720 sind vielfältig. Überall, wo es um höchste Sicherheit, höchste Verfügbarkeit und höchsten I/O Durchsatz bei kürzesten Latenzzeiten und geringstem Stom- und Platzbedarf geht, kommen Sie an einer RamSan-Lösung nicht mehr vorbei.

• Virtualisierung and Virtual Desktop Infrastructure (VDI)
• Begegnung von Boot-Storms
• Cloud-Plattformen
• Datenbank-Beschleunigung
• usw….

Ich möchte etwas ausführlicher lediglich auf den Klassiker Datenbankbeschleunigung eingehen. Z.B.: Oracle, Microsoft SQL Server, oder IBM DB2.

Eine der ersten Maßnahmen zur Beschleunigung von Datenbankservern ist die Erweiterung des Hauptspeichers und der Austausch von CPUs bzw. der Einbau oder die Zuweisung zusätzlicher CPUs, sowie die Aufnahme zusätzlicher Server in die Serverfarm. Eine andere Maßnahme ist die Optimierung der Datenbank-Applikation und der SQL-Befehle, um das letzte Quäntchen Performance aus dem System herauszukitzeln.

Keine Frage, ein Engpass durch zu knapp bemessenen RAM oder durch nicht ausreichende CPU-Power lässt sich leicht erkennen und hardware-seitig schnell, und oft mit erträglichen Kosten, beseitigen. Jedoch Vorsicht auf der Kostenseite. Mehr CPU-Leistung bedeutet auch, dass Sie mehr Datenbank-Lizenzen benötigen und bei den Preisen von Oracle, IBM und ab SQL Server 2012 (neue Lizenzierung) auch bei Microsoft kommt schnell ein anständiges Sümmchen zusammen.

Ebenfalls trivial ist die Erkenntnis, dass eine mangelhafte Applikations- und/oder Datenbankarchitektur eine schlechte Ausnutzung von Systemressourcen nach sich zieht. Das sollte in der Praxis eher die Ausnahme und nicht die Regel sein. Die Betonung liegt auf “sollte”. Gehen wir also von einem sorgfältig entworfenen System aus, mit gut ausbalancierten Zielkonflikten zwischen den verschiedenen Design- und Architekturentscheidungen, beispielsweise optimierte SQL-Statements, hohe Flexibilität, leichte Veränderbarkeit, Einsatz von High-Level Werkzeugen, automatische Codegenerierung und Security. Bei einem solchen System ist es fraglich, wie weit eine SQL-/Code-Optimierung überhaupt noch möglich und sinnvoll ist. Denken Sie beispielsweise an den Einfluss “händisch” hochoptimierter SQL-Statements auf die Modularität und damit auf Wartung, Änderung und Erweiterung Ihrer Software.

Es gäbe noch viele Aspekte wie Kosten/Nutzen-Analyse und Grenznutzenbetrachtungen, über die ich mich kilometerlang auslassen könnte. Vielleicht haben Sie aber – wie viele Datenbankanwender – ganz einfach eine Third-Party-Applikation wie SAP und müssen diese eben zum “schnurren” bringen. Die CPUs reichen und der RAM hat Reserven. Der Storage I/O und die Latenzen machen aber nicht mit.

Die Lösung ist dann simpel. Verbessern Sie I/O und Latenz zwischen Server und Speicher. Klar, diese Maßnahme macht nur Sinn, wenn der Flaschenhals der Storage ist, symptomatisch also hohe I/O-Waits bei gleichzeitigen CPU- und RAM-Reserven beobachtet werden. Mit den RamSan Lösungen von tms haben Sie die besten Speichermaschinen zur Hand, um die Performance des Gesamtsystems signifikant um Faktoren zu steigern. Wir reden hier nicht von ein paar zweistelligen Prozentzahlen, die Sie höchstens über Jahresfrist retten, sondern von Faktoren wie 5 oder 10 oder mehr! Insbesondere mit dem Flaggschiff RamSan-720 mit out-of-the-box Hochverfügbarkeit können Sie schnell und einfach mehrere Probleme (HA, Latenz, I/O) eliminieren und das auf Sicht von vielen Jahren.

Hochverfügbarkeit

Einen schnellen Überblick über die wichtigsten, technischen Eigenschaften (übrigens auch Preise zur Orientierung für Ihr Budget) finden Sie bei uns im Produktkatalog auf der Texas Memory Systems Seite. Die RamSan-720 finden Sie ganz unten im Artikel.

Im folgenden möchte ich vor allem die neuen HA-Features und automatische Fehlerkorrektur auf vier Ebenen betrachten. Besonders hat mich das 2D Flash RAID™ beeindruckt. RAID 5 läuft hierbei auf zwei Schichten. Auf der unteren Ebenen über die einzelnen Flash-Chips innerhalb eines Moduls und auf der darüber liegenden Systemschicht über die sechs, bzw. zwölf 1TByte Flash-Module. Das System-Level RAID greift auch bei dem unwahrscheinlichen Fall des Versagens des Modul-Level RAIDs. In Kombination mit den hochwertigen 32nm Toshiba Flash SLC Chips liefert diese Architektur eine bisher nicht gekannte und bis dato konkurrenzlose Betriebssicherheit im SSD-Storage-Markt dar. Solange Sie das Ding nicht gerade unter hochenergetischen Beschuss nehmen oder mit einem Schweißbrenner bearbeiten, sollte es fehlerfrei funktionieren.

Bleiben wir bei der Schichtensichtweise des Storage Systems, dann liegt unterhalb der beiden 2D Flash RAID™ Ebenen die ECC-Chip-Ebene. ECC ist jedoch ein Standardverfahren und nicht mehr besonders spannend. Aber erwähnt werden soll es hier dennoch.

Ein weiteres interessantes, auf modulebene angesiedeltes, HA-Feature ist das ebenfalls von Texas Memory Systems patentierte und im tms Series-7 Flash Controller™ verwendete Variable Stripe RAID™ (VSR). Verglichen mit RAID 5 bringt es zwar keine Vorteile bei der Korrektur von Speicherfehlern, jedoch werden defekte Planes effizienter verwaltet. Beim traditionellen RAID-5 – bei sechs 1 TByte Modulen also ein 5+1 rolling XOR RAID-5 – werden beim Erkennen eines Fehlers alle 5 Planes plus das Paritäts-Plane als unbrauchbar markiert. Das Stripe wurde zwar an anderer Stelle wieder hergestellt, jedoch sind die zuvor belegten Speichereinheiten verloren. Auch die Guten unter ihnen.

Beim VSR™ wird zwar ebenfalls zunächst das gesamte Stripe mit dem defekten Plane an anderer Stelle wiederhergestellt, im Anschluss wird jedoch lediglich das defekte Plane markiert und von der weiteren Verwendung ausgeschlossen. Aus den übrigen 4 funktionsfähigen Planes plus dem Paritätsplane wird nun ein 4+1 rolling XOR RAID-5. Insgesamt können also bis zu 3 Planes in einem Stripe nacheinander (nicht zugleich) unbrauchbar werden, bevor alle Planes verloren sind. Das führt zu einem signifikant besseren Kapazitätserhalt im Lauf der Lebenszeit einer RamSan mit tms Series-7 Flash Controller™.

Im übrigen sind alle relevanten Komponenten wie Netzteile, Batterien, etc. teilweise mehrfach redundant ausgelegt. Selbst bei einem kompletten Stromausfall, bieten die Batterien ausreichend Energie zum Speichern aller Benutzer- und Metadaten und dem geordneten Abschalten des Systems.

Ich hoffe, ich konnte Ihnen etwas Appetit auf die faszinierenden Speicher-Boliden von Texas Memory Systems machen. Wenn Sie bei sich einen Bedarf sehen, dann melden Sie sich gerne zunächst bei meinem Kollegen Fabian Bürger. Wir prüfen gerne gemeinsam mit Ihnen, ob diese zugegebenermaßen nicht ganz billigen Storage Systeme Ihre Probleme lösen können und sich letztendlich rechnen. Wir haben auch diverse Test-Maschinen, die wir Ihnen gerne zur Verfügung stellen, um letzte Zweifel auszuräumen. Selbstverständlich vollkommen unverbindlich und kostenlos. Wir freuen uns auf Ihr Feedback!