In klassischen Solid-State-Laufwerken werden NAND-Zellen von einem eigenen Controller bedient, oft Multi-Core und mit solider Rechenleistung. Dies ist nicht die optimale Architektur für Hyperscaler, daher bietet Kioxia seine eigene Vision. Seine softwaredefinierte NAND-Technologie soll Flash-Speicher vielseitiger, flexibler und frei von Engpässen durch traditionelle SSD-Architekturen machen.
Obwohl ein SSD-eigener Controller meistens transparent für Betriebssystem, Hypervisor und Software arbeitet, hat diese Architektur genug Nachteile: Erstens ist die Art der Arbeit mit einem Flash-Array durch die Firmware des Herstellers eingeschränkt und für verschiedene Arten nicht immer optimal Lasten; zweitens sind moderne Prozessoren und DPUs um mehrere Größenordnungen leistungsfähiger und ein SSD-Controller kann zum Engpass werden.
Im Unternehmensmarkt gibt es spezialisierte Laufwerke, die sich von klassischen Blockgeräten unterscheiden (zum Beispiel SSDs, die Daten im Key:Value-Format speichern), aber auch nicht flexibel und interoperabel sind. Kioxia hat guten Grund zu der Annahme, dass nur eine Umstellung auf vollständig softwaredefinierte nichtflüchtige Speicherarrays mit einer einheitlichen Softwarearchitektur eine wirklich universelle Lösung sein kann.
Auf der SNIA Storage Developer Conference präsentierte das Unternehmen seine Vision für softwaredefinierten Universalspeicher. Die von Kioxia im letzten Jahr eingeführte Software-Enabled Flash-Technologie basiert auf einer einheitlichen API, die eine flexible Konfiguration des Flash-Arrays je nach Aufgabenstellung ermöglicht. Wenn beispielsweise die Notwendigkeit der Nutzung der vorhandenen Kapazität für die Datenbank endet, kann das Array neu konfiguriert und zum Ausführen anderer Anwendungen verwendet werden.
SEF lässt sich problemlos von Hunderten auf Tausende von Laufwerken in einem einzigen System skalieren. Darüber hinaus kann ein von Kioxia SEF gesteuertes Flash-Array gleichzeitig in mehreren Modi betrieben werden: Einige NAND-Chips arbeiten als gewöhnliche Blockgeräte, einige im ZNS-Modus und einige im Allgemeinen in einem bestimmten Modus, der besondere Bedingungen erfordert.
Bei fehlenden Festplattenressourcen kann einfach ein Unified Flash-Modul hinzugefügt werden, und die Einführung neuer Protokolle erfordert nur Softwareänderungen, keine Aufrüstung der physischen Geräte. Dies kann die Betriebskosten des Speichersystems erheblich senken und seine aktive Lebensdauer verlängern.
Im Gegensatz zu einigen softwaredefinierten Flash-Speichern auf dem Markt verwendet die Lösung von Kioxia Open-Source-Software. Eine zugängliche und einheitliche API wird dem Besitzer von Speichersystemen auf Basis von Kioxia SEF helfen, schnell Anwendungen zu entwickeln, um die Fähigkeiten und Nutzungsmodi von Flash-Laufwerken zu implementieren, die er benötigt.
Kioxias Vorschlag sieht für große Rechenzentrums- und Cloud-Besitzer attraktiv aus, aber es bleibt abzuwarten, ob andere SSD-Hersteller wie Samsung, Micron, SK Hynix und Western Digital die Initiative von SEF unterstützen werden; Letzteres Unternehmen ist jedoch ein Partner von Kioxia und von seiner Seite aus ist die Freigabe von Laufwerken mit Unterstützung für SEF am wahrscheinlichsten.
2021-10-05 15:09:26
Autor: Vitalii Babkin