Zoned Storage

대용량, TCO 절감 & QoS 향상

데이터 센터 스토리지 용량에 대한 수요 증가

엔터프라이즈 및 컴퓨터, 소비자 생성 컨텐츠에서 생성된 데이터양으로 인해 데이터 센터 스토리지 용량 요구가 페타바이트, 엑사바이트, 심지어 제타바이트 규모까지 지속해서 증가하고 있습니다. 현재 대용량 데이터 인프라에서 수만 개의 SSD 및 HDD를 사용하고 있습니다. 엄청난 규모의 데이터를 비용 효율적으로 관리하는 방법에 대한 요구가 빠른 속도로 늘고 있습니다.

데이터 센터용 Zoned Storage의 이점

Zoned Storage는 제타바이트 스토리지 용량 시대에 데이터 센터를 효과적으로 확장할 수 있는 오픈 소스 표준 기반 이니셔티브입니다. Zoned Storage에는 HDD의 SMR(기와식 자기 기록) 및 SSD의 ZNS(존드 네임스페이스)라는 두 가지 기술이 있습니다.

ZNS SSD와 같은 Zoned Storage는 영역으로 분할되어 드라이브 아키텍처를 현저하게 간소화하고 복잡한 데이터 관리에 대한 필요를 최소화합니다. 통합 소프트웨어 스택을 사용하면 호스트가 데이터를 다른 영역에 지능적으로 배치할 수 있으므로 다음과 같은 이점이 있습니다.

용량 증가

오버프로비저닝이 거의 필요하지 않아 밀도 및 규모가 개선됩니다.

비용 절감

DRAM 요구 사항을 대폭 줄이고 필요한 지원 논리 기능을 줄입니다.

QoS 개선

필요한 폐영역 회수를 최소화하여 장치 컨트롤러 반응 속도가 개선됩니다.

내구성 향상

데이터를 지속적으로 다시 쓸 필요가 없어 내구성이 향샹됩니다.

호스트에서 Zone Storage를 구현하면 호스트와 SSD 컨트롤러 및 파일 시스템과 장치 간의 논리적/물리적 매핑에 필요한 여러(중복) 수준의 간접 참조를 제거하여 시스템 소프트웨어와 하드웨어가 보다 효율적으로 함께 작동할 수 있습니다. 또한 ZNS는 오버프로비저닝의 필요를 줄이며, 쓰기 증폭과 QoS 가변성과 관련된 문제를 제거합니다. 간단히 말해 ZNS는 기존 SSD를 저해하는 규모, QoS 및 TCO 문제를 해결합니다.

Zoned Storage는 제타바이트 시대에 맞는 비용 효율적인 스토리지 확장이 가능

Zoned Storage는 HDD용 SMR과 SSD용 ZNS로 구성됩니다. ZNS(Zoned Named Spaces)는 NVMe™ 표준의 확장입니다. 이 기술을 사용하면 SMR HDD와 비슷하게 구역화된 SSD를 제공할 수 있어서 HDD 및 SSD 스토리지가 하나의 기술인 것처럼 보이게 합니다. Zoned Storage는 SMR과 ZNS 기술 및 오븐 소스 표준을 활용하여 데이터 센터의 확장성을 높입니다.

통합 소프트웨어 프레임워크를 사용하면 SMR HDD와 ZNS SSD 모두에 데이터를 지능적으로 배치하여 스토리지 용량을 늘리고 TCO를 낮추며 QoS를 개선할 수 있습니다. Zoned Storage를 사용하면 데이터 센터 및 클라우드 공급업체는 제타바이트 시대에 맞게 더 비용 효율적인 방법으로 스토리지를 확장할 수 있습니다.

기존 스토리지

장치가 데이터 배치를 조절

Zone Storage

애플리케이션이 영역의 데이터 배치를 조절

Zoned Storage로 용량 확장

소개

기존 SSD의 과제

기존 스토리지에서는 데이터가 전송되면 드라이브에 저장됩니다. 점점 더 많은 데이터를 쓰여지고 삭제됨에 따라, 데이터 관리가 필요합니다. 이러한 주요 작업은 운전자에게 많은 부담을 주고 QoS에 부정적인 영향을 미치며 장치 밀도를 제한하고 비용 발생을 야기할 수도 있습니다. 예를 들어 SSD의 데이터 관리에는 다음 사항이 포함됩니다.

쓰기 증폭

동일한 호스트 데이터는 데이터가 드라이브에서 이동될 때 여러 번 다시 쓰입니다.

DRAM 요구 사항

들어오는 데이터 캐싱 및 물리적 맵핑에 대한 논리를 관리하는 데 대량의 DRAM이 필요합니다.

폐영역 회수

데이터의 이동, 재결합, 삭제를 통해 데이터 구성을 향상합니다.

오버프로비저닝

내부 폐영역 회수를 위한 스토리지 공간을 확보합니다.

ZNS

ZNS란?

ZNS(‘Zoned Namespaces’의 약어)는 조닝 SSD에 대한 NVM Express 컨소시엄 표준입니다. 지난 2018년, 원시 NAND 플래시 삭제 블록 제한 조건과 SMR HDD의 제한 조건 사이의 시너지가 명확했습니다. Western Digital은 SMR HDD와 유사한 조닝 SSD의 표준을 만들고자 존드 네임스페이스의 개념을 제안했습니다. ZNS는 기존 SMR HDD 존 모델을 확장하여 Linux 및 기타 소프트웨어 에코시스템의 매우 발전된 존 스토리지 스택의 이점을 누릴 수 있습니다. 공통 소프트웨어 인프라를 활용하여 ZNS 및 SMR 장치 모두를 데이터 센터 및 엔터프라이즈 시스템에 편입시킬 수 있습니다. SSD 컨트롤러가 내부적으로 처리하는 데 문제가 될 수 있는 데이터 관리 작업 모두를 호스트 시스템이 대신 처리하여 해결할 수 있습니다. ZNS SSD의 아키텍처는 다음과 같은 이점을 제공합니다.