Enterprise-SSDs für Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit

Im Rahmen der SSD-Garantie ist eine gewisse Überbeanspruchung der Gesamtschreibleistung zulässig, weil der verwendete Flash-Speicher nur eine begrenzte Anzahl von Lösch- und Schreibzyklen unterstützt. Die Wahl einer SSD mit zu hoher Dauerhaltbarkeit für eine Anwendung, bei der überwiegend gelesen wird, erhöht unnötig die Kosten, während die Wahl einer SSD mit zu geringer Dauerhaltbarkeit für eine Anwendung mit hoher Schreiblast zu vorzeitigen Anwendungsfehlern führen kann. Die SSD-Dauerhaltbarkeit wird gemessen in:

• Drive Writes Per Day (DWPD): Gibt an, wie oft das Laufwerk pro Tag vollständig beschrieben werden kann.
  
• Terabytes Written (TBW): Die Gesamtschreibleistung über die Lebensdauer des Laufwerks.

Ein großer Unterschied zwischen Consumer- und Enterprise-SSDs ist die Fehlerbehandlung. Unerwartete Stromausfälle, zufällige Bitfehler im Controller oder Datenpfad und andere Flash-Fehler können zu Datenbeschädigungen führen – und es gibt große Unterschiede darin, wie wirksam und ob diese Probleme behoben werden können. Enterprise-SSDs kommen mit verschiedenen Datenschutzmechanismen:

• Error Correction Code (ECC) gewährleistet die Datenintegrität durch die Korrektur von Bitfehlern.
  
• Der Stromausfallschutz nutzt Kondensatoren, um Schreibvorgänge bei einem Ausfall zuverlässig abzuschließen.
  
• Der End-to-End-Datenpfadschutz verhindert unbemerkte Datenbeschädigung.
  

SSDs nutzen Flash-Zellen in verschiedenen Ausführungen und Konfigurationen. Das können Single-Layer-/Single-Bit-per-Cell-Konfigurationen oder 3D-Stacked-Zellengruppen sein, bei denen jede Flash-Zelle bis zu 16 verschiedene Ladungszustände speichern kann. Wenn Sie die Stärken und Schwächen der NAND-Typen kennen, können Sie für jede Anwendung eine SSD mit der passenden Lebensdauer und Zuverlässigkeit auswählen. Die NAND-Typen unterscheiden sich nach Leistung, Dauerhaltbarkeit und Kosten:

• SLC ist am langlebigsten und schnellsten, aber auch am teuersten.
  
• MLC ist ein guter Kompromiss aus Leistung und Kosten für die allgemeine Nutzung in Unternehmen.
  
• TLC ist aufgrund seiner Erschwinglichkeit und guten Dauerhaltbarkeit weithin verbreitet.
  
• QLC bietet eine hohe Dichte, aber geringe Dauerhaltbarkeit und eignet sich eher für die Archivierung.

Der Wunsch nach mehr Leistung ist oft der Hauptgrund dafür, dass Systemarchitekten SSDs in Betracht ziehen. Die Leistungsmessung jedoch ist keine einfache Angelegenheit. Damit die Messwerte aussagekräftig sind, müssen Messungen unter kontrollierten Bedingungen und mit repräsentativen Workloads erfolgen. Nur so lässt sich die SSD-Leistung bei einer bestimmten Anwendung ermitteln. Folgende Werte ermöglichen eine Einschätzung der SSD-Leistung:

• IOPS steht für Operationen pro Sekunde.
  
• Latenz ermöglicht eine Einschätzung der Reaktionszeit.
  
• Quality of Service (QoS) für die Konsistenz der Leistung unter Last.
  
• Vorkonditionierung zur Simulation der realen Nutzung.

SSDs lassen sich oft vor Ort für bestimmte Strom- oder Leistungsanforderungen optimieren. Durch die intelligente Nutzung dieser Optionen können Sie erhebliche Energieeinsparungen oder Leistungssteigerungen im gesamten Rechenzentrum erzielen. Enterprise-SSDs können auf Effizienz abgestimmt werden:

• Die Leistungsdrosselung reduziert den Energieverbrauch auf Kosten der Leistung.
  
• Die Überbereitstellung reserviert zusätzlichen Speicherplatz, um die Schreibleistung und Lebensdauer zu verbessern.

Die Bereitstellung von SSDs ist relativ einfach. Da jedoch immer mehr SSDs installiert werden, spart der Einsatz von Tools, die den Zustand, die Leistung und die Auslastung von einer zentralen Plattform aus überwachen können, Zeit und reduziert den Arbeitsaufwand. Überwachungstools helfen dabei, die SSD-Integrität zu erhalten:

• SMART ermöglicht eine grundlegende Diagnose.
  
• SAS/NVMe-Protokolle ermöglichen eine detaillierte Fehlerverfolgung.
  
• Flottenmanagement-Plattformen bieten zentralisierte Überwachung, Firmware-Updates und Warnungen.