Leseintensive Anwendungen wie Video-on-Demand stellen einzigartige Anforderungen an Solid-State-Laufwerke (SSDs). Dabei geht es nicht nur um die Leistung. Die optimalen SSDs für leseintensive Anwendungen bieten eine hohe Rackdichte, einen geringen Stromverbrauch, schnelle Blocktransfers und schnelle Reaktionszeiten. Die ESR1610-Serie von Phison erfüllt diese Kriterien.
Was bedeutet es, leseintensiv zu sein?
Anwendungen lesen oder schreiben Daten auf Speichergeräte. Manchmal herrscht ein Gleichgewicht zwischen Lesen und Schreiben. In diesem Fall erstellt die Anwendung in etwa gleichen Anteilen neue Daten (schreibt) oder liest alte Daten vom Gerät. In der Speicherbranche werden Anwendungen, die typischerweise im gleichen Verhältnis auf die SSD schreiben und von ihr lesen, als „gemischt genutzt“ betrachtet. Einige Anwendungen sind schreibintensiv, das heißt, sie generieren fast immer neue Daten, die in den Speicher geschrieben werden müssen. Beispiele hierfür sind Datenbankprotokollierung und Videoüberwachung. Im Gegensatz dazu ruft eine leseintensive Anwendung weitaus häufiger Daten vom Speichergerät ab als sie schreibt.
Beispiele für leseintensive Anwendungen
Es gibt viele Beispiele für leseintensive Anwendungen. In den meisten Fällen erlebt der Endbenutzer die Daten oder muss dieselben Daten mehr als einmal verarbeiten. Zum Beispiel:
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- Einzelhandels-Websites – auf denen Kunden Fotos und Texte zu Produkten sehen müssen, die die E-Commerce-Anwendung aus dem Speicher liest.
- Medizinische Bildgebung – wo medizinisches Fachpersonal MRTs, Röntgenaufnahmen usw. betrachten muss.
- Video-on-Demand – Zuschauer sehen sich Videos an, die von Speichergeräten abgespielt (gelesen) werden.
- Soziale Medien – wo Benutzer Texte, Bilder und Videos ansehen, die aus dem Speicher gelesen werden.
- Leseintensive Datenbanken – deren Benutzer mehrmals mit einem vorhandenen Datensatz arbeiten müssen, ihn aber nicht sehr oft ändern müssen.
- Rack-Storage-Unternehmen – die dedizierte Appliances für Video-Streaming, soziale Medien und leseintensive Datenbanken entwickeln.
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Der Bedarf an leseintensiven SSDs wird durch eine Reihe von Trends vorangetrieben. Einer davon ist das Wachstum digitaler Inhalte und das Verlangen der Verbraucher nach inhaltsreichen Erlebnissen. Weitere relevante Trends sind Social Media und die digitale Transformation, zu der häufig auch das Streaming von Inhalten gehört. Diese Faktoren führen zu einem erheblichen Bedarf an Speicher mit großer Kapazität, der für leseintensive Anwendungen stark optimiert ist.
Herausforderungen bei leseintensiven Anwendungen
Die Unterstützung leseintensiver Workloads kann eine Herausforderung darstellen, insbesondere für Hyperscaler und Edge-Computing-Infrastrukturanbieter. Speichermanager befürchten, dass scheinbar nie genügend Kapazität für leseintensive Anwendungen vorhanden ist. Die Qualifizierungszyklen oder die Zeit, die Ingenieure benötigen, um zu testen und zu überprüfen, ob eine SSD der neuen Generation gut funktioniert, bevor sie in Geräte eingebaut wird, können sehr lang sein. Um den Stromverbrauch und die Kühlkosten niedrig zu halten, benötigen diese Anwendungen eine hohe Rackdichte, gemessen in der Menge an Gigabyte (GB) Speicher, die einen festen Platzbedarf einnimmt. Insgesamt sind Hyperscaler und Edge-Computing-Unternehmen auf der Suche nach dem besten Preis pro GB an leseintensivem Speicher in den kleinsten Formfaktoren, die sie finden können. Das war keine leichte Aufgabe, aber das beginnt sich zu ändern.
Eigenschaften einer leseintensiven SSD
Eine leseintensive SSD weist andere Eigenschaften auf als eine Mainstream-SSD, die für schreibintensive oder gemischt genutzte Arbeitslasten konzipiert ist. Leseintensive SSDs werden typischerweise mit Triple-Level-Cell- (TLC) oder Quad-Level-Cell- (QLC) NAND-Flash-Speicher hergestellt, die drei bzw. vier Bits pro NAND-Zelle speichern.
Durch die höhere Bit-pro-Zelle-Kapazität ist die QLC-SSD günstiger als TLC-SSDs oder SSDs mit zwei Bits pro Zelle (MLCs). Branchenanalysten prognostizieren, dass QLC-SSDs deutlich günstiger sein werden als TLC-SSDs mit ähnlicher Kapazität. Je mehr Bits pro Zelle vorhanden sind, desto weniger Programmier- und Löschzyklen (P/E) werden benötigt. Allerdings hat die geringere Rate an P/E-Zyklen keinen Einfluss auf die Langlebigkeit des Laufwerks, da die Anwendung hauptsächlich leseintensiv ist. Die Menge der an die SSD gesendeten Schreibvorgänge hat in diesem Fall keinen negativen Einfluss auf die Gesamtlebensdauer des Geräts.
Wie Phison die Anforderungen leseintensiver Anwendungen erfüllt
Phison ist der einzige Anbieter eines 2,5-Zoll-SATA-SSD-Laufwerks mit 15,36 TB und 7 mm, das für leseintensive Anwendungen optimiert ist. Wie in der Phison ESR1610-Serie verkörpert, bietet es die höchsten Rack-Speicherdichten. Die Serie zeichnet sich durch einen geringen Stromverbrauch sowie schnelle Blockübertragungen zum Lesen von Daten aus – unerlässlich für leseintensive Anwendungen. Die ESR1610-Serie bietet außerdem schnelle Reaktionszeiten für Befehle, was als Befehlsausführung mit hoher Quality of Service (QoS) beschrieben wird.
Der ESR1610 verfügt über eine Legacy-SATA-III-Schnittstelle (Serial Advanced Technology Attachment) mit 6 GB/s. Es handelt sich um eine anpassbare SSD-Plattform mit dem weltweit kapazitätsstärksten 2,5-Zoll-SATA. Das Laufwerk kann bis zu 15,36 TB im QLC-NAND-Flash-Speicher speichern, was den ESR1610 hinsichtlich des Preis-Leistungs-Verhältnisses wettbewerbsfähig macht.
Es bietet eine maximal nutzbare Leistung von ~550 MB/s und ist damit deutlich schneller als jede SATA-Festplatte. Diese Leistung ist für die meisten leseintensiven Anwendungen geeignet, und die Legacy-Schnittstelle ermöglicht darüber hinaus ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis des Laufwerks.
Der ESR1610 hat eine Standardgröße und ist nur 7 mm dick. Das Laufwerk passt in jeden 2,5-Zoll-Festplattensteckplatz (HDD), der derzeit eine Dicke von 7 mm oder mehr hat – was es zu einem einfachen Upgrade macht, um Festplatten zu ersetzen oder in Gehäuse zu passen, die ursprünglich für Festplatten entwickelt wurden.
Einige IT-Manager in Hyperscale-Rechenzentren haben sich die SSDs der ESR1610-Serie zunutze gemacht und sie in 4U-Rackgehäusen installiert, die jeweils bis zu 72 2,5-Zoll-Laufwerke mit einer Kapazität von bis zu 1,1 PB aufnehmen können. Ein komplettes 48U-Rack kann bis zu 13 PB Daten für leseintensive Anwendungen speichern.
Phison ist auch insofern einzigartig, als es neben der SSD selbst auch den Controller und die Firmware herstellt. Die Expertise des Unternehmens bei der Entwicklung und Herstellung der SSD erstreckt sich über alle kritischen Technologiebereiche im Inneren. Das Ergebnis ist die beste Kombination aus Leistung bei geringem Stromverbrauch. Phison unterstützt die ESR1610-Serie dann mit weltweitem Kundensupport und einer 5-Jahres-Garantie, die sicherstellt, dass die leseintensiven Anwendungen des Kunden jederzeit reibungslos laufen. Mehr darüber lernen Phisons ESR1610-Serie, besuchen https://www.phison.com/en/s12dc-enterprise-customizable-platform
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