SSDs für anhaltende schreibintensive Arbeitslasten

Ausdauer ist nicht nur eine Frage der Lebensdauer einer SSD – also der Menge an Arbeit, die sie leisten kann, bevor sie verschleißt –, sie ist auch ein Maß dafür, wie geeignet ein Laufwerk für seine Funktion ist. Ein industrielles Fertigungssystem, ein Mobiltelefon und ein Festplatten-Array in einem Hyperscale-Rechenzentrum haben alle sehr unterschiedliche Arbeitslasten und damit unterschiedliche Anforderungen an die Laufwerkslebensdauer.

Es gibt bestimmte Personen und Branchen, die ungewöhnlich hohe Anforderungen an die Ausdauer haben, gepaart mit sehr hohen Anforderungen an die Schreibgeschwindigkeit. Ein wichtiger Bereich sind die Ersteller digitaler Inhalte wie visuelle Effekte, Animation und Videospieldesign. Weitere Beispiele sind das Plotten von Kryptowährungen, das Mining oder sogar das Kompilieren von Code. Diese Arbeitsbelastungen sind kreativer Natur, unabhängig davon, ob es sich um einen künstlerischen Job, um das Codieren oder um die Generierung von Münzen handelt. Die Aufgaben erzeugen enorme, andauernde Schreiblasten, die das Laufwerk weitaus stärker belasten als gelegentliche Schreibstöße, die von Client-Anwendungen wie Standard-Textverarbeitung und Web-Browsing erzeugt werden.

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Die versteckte Steuer auf die SSD-Ausdauer

Aber erklären wir mal die Ausdauer. Anbieter bieten häufig Ausdauerbewertungen an, die auf geschriebenen Terabytes oder Laufwerksschreibvorgängen pro Tag basieren. Es gibt jedoch noch einen weiteren Faktor: Garbage Collection, den Prozess, bei dem veraltete Daten gelöscht oder verschoben werden, um leeren Speicherplatz auf dem Laufwerk für zukünftige Schreibvorgänge zu schaffen. Bei der Garbage Collection handelt es sich im Wesentlichen um einen Laufwerkwartungsprozess, der eine „Steuer“ auf die SSD erhebt. Die „Steuer“ für eine Standard-Arbeitsbelastung eines Kunden wird in die Berechnung der Ausdauer einbezogen, aber eine enorme kreative Arbeitsbelastung geht über die Annahmen des Kunden hinaus. Zwar gibt es einige Problemumgehungen und Wartungsmethoden, die sich weniger auf die Lebensdauer auswirken, aber es gibt immer eine gewisse Belastung. Aus diesem Grund sollte die Laufwerksausdauer nicht einfach an der Menge oder Anzahl der Schreibvorgänge gemessen werden – insbesondere, wenn Benutzer enttäuscht sind, weil sie nicht die beworbene Ausdauer erreichen.

Bei schreibintensiven Monsteranwendungen kann die Ausdauersteuer tatsächlich hoch ausfallen.

Eine SSD der Client-/Consumer-Klasse ist mit der entsprechenden Ausdauer für typische Desktop-Workloads ausgestattet. Es ist 80 bis 90 Prozent der Zeit im Leerlauf und ist so eingestellt, dass die Wartungsfunktionen des Laufwerks so lange verzögert werden, bis diese Leerlaufzeit erreicht ist. Dennoch übersteigt der kreative Arbeitsaufwand bei der Erstellung digitaler Inhalte, wie z. B. Mediennachbearbeitung, Spezialeffekte, Kompilierung, Plotten oder Mining, den Arbeitsaufwand, für den eine Client-SSD ausgelegt ist, deutlich. Unter diesen Bedingungen reicht die Lebensdauer eines typischen Desktop-Laufwerks nicht für eine lange produktive Lebensdauer aus.

Eine Enterprise-SSD hingegen ist für den dauerhaften Betrieb optimiert. Laufwerke, die für enorme Schreiblasten ausgelegt sind, müssen das können. Sollten sich Leute, die digitale Inhalte erstellen, also für Unternehmens-SSDs entscheiden?

Ja und nein. Enterprise-Laufwerke haben eine höhere Ausdauer, aber sie verfügen auch über andere hochwertige Funktionen, die für Leute, die digitale Dinge herstellen, irrelevant sind. Enterprise-SSDs sind für Umgebungen mit Speicher-Racks und -Racks konzipiert, die eine Betriebszeit von fünf Neunen, 24 x 7 x 365 und andere wunderbare Leistungen der Speichermagie benötigen.

Diese Magie treibt natürlich die Kosten in die Höhe, und wenn es eine Sache gibt, die Technologiekäufer hassen, dann ist es, zu viel für Funktionen zu bezahlen, die standardmäßig enthalten sind, die wir aber nie nutzen werden. (Wir hassen das noch mehr, als dass wir für benötigte Funktionen, die nicht im Lieferumfang enthalten sind, extra bezahlen müssen.)

Bei einem Video-Rendering-Auftrag oder einem ähnlichen Prozess gibt es einige Stunden schreibintensiver Aktivität, und dann wird der fertige Auftrag von der SSD zur Langzeitspeicherung in die Cloud oder auf eine herkömmliche Festplatte verschoben. Das unterscheidet sich deutlich von der Art der Nutzung, die man in einem Unternehmensrechenzentrum sieht.

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Die richtige SSD für schreibintensive Apps

Phison erkannte, dass es auf dem Markt einen Bedarf gab, der weder von Client-SSDs noch von Enterprise-SSDs gedeckt werden konnte, und machte sich daran, eine neue Klasse von Laufwerken für Menschen zu entwickeln, die Computer und schreibintensive Anwendungen für die Erstellung digitaler Inhalte nutzen. Mediennachbearbeitung, Spezialeffekte, Kompilieren, Plotten oder Mining von Coins verursachen schreibintensive Arbeitsbelastungen. Diese kreativen Menschen benötigen eine hohe Ausdauer und eine hervorragende Dauerbandbreite.

Die Entwicklung von SSDs mit der bestmöglichen Lebensdauer für ihre Anwendung beginnt beim Controller, reicht bis zur Firmware und setzt sich in jedem Schritt des gesamten Hardware-Herstellungsprozesses fort. Phison hat seine SSD-Lösung für anhaltende Schreibvorgänge und überlegene Ausdauer wie Enterprise-Laufwerke optimiert, bei gleichzeitig geringerer Komplexität und geringerem Overhead wie bei Consumer-Laufwerken. Diese SSD verwendet hochwertigere NAND- und Fehlerkorrekturtechniken, die auf Algorithmen des maschinellen Lernens basieren und die Steuer minimieren.

Phison bietet zwei Ausführungen der Write Intensive SSD an. Die Standardversion verfügt über eine Kapazität von 2 TB und ist in der Lage, kontinuierliche Schreibvorgänge von 1 GB pro Sekunde durchzuführen. Wir haben die Schreibausdauer bei 3.000 TB getestet – im Vergleich zu einem typischen SSDs für Endverbraucher Speicherkapazität von rund 600 TB.

Die Pro-Klasse ist mit einer Kapazität von 1 oder 2 TB erhältlich, beide sind in der Lage, dauerhafte Schreibvorgänge von 2,5 GB pro Sekunde durchzuführen – mehr als das Dreifache der Geschwindigkeit einer typischen SSD von 0,8 pro Sekunde. Die professionelle SSD mit 1 TB bietet eine Schreibausdauer von 10.000 TB und die 2 TB sogar satte 20.000 TB.

Wie lassen sich diese Zahlen auf die Lebensdauer übertragen?

Bei einer hohen Arbeitslast von 10 Schreibvorgängen auf dem Laufwerk pro Tag hält die Standard-Ausdauer-SSD 300 Tage Dauerarbeit durch. Und die Pro-Modelle mit 1 und 2 TB überleben 1.000 bzw. 2.000 Tage – vielleicht sogar länger als die Maschinen, auf denen sie laufen. Die typische SSD mit der entsprechenden Arbeitslast überlebt nur 60 Tage.

Phison bietet jetzt schreibintensive SSDs über OEMs für professionelle Benutzer wie an PNY.