Zoned Storage

Yüksek Kapasiteler, Düşük TCO ve Geliştirilmiş QoS

Veri merkezi depolama kapasitelerine yönelik artan talep

Kuruluşların, makinelerin ve tüketici kaynaklı içeriklerin oluşturduğu veri hacimleri, petabayt, eksabayt ve hatta zetabayt ölçeğinde veri merkezi depolama kapasitelerine yönelik talebi artırmaya devam ediyor. Günümüzde büyük ölçekli veri altyapısı zaten on binlerce SSD ve HDD kullanıyor. Olağanüstü ölçekteki veriyi uygun maliyetli bir şekilde yönetmek, hızla bir gereksinim haline geliyor.

Veri Merkezi için Zoned Storage’ın Faydaları

Zoned Storage, veri merkezlerinin zetabayt depolama kapasitesi çağında verimli bir şekilde ölçeklendirmesini sağlayacak açık kaynaklı, standartlara dayalı bir girişimdir. Zoned Storage’ın gerisinde HDD’lerde Darbeyle İşlenmiş Manyetik Kayıt (SMR) ve SSD’lerde Bölgeli Ad Alanları (ZNS) olmak üzere iki teknoloji yatar.

ZNS SSD’ler gibi zoned storage cihazlar, disk mimarisini önemli ölçüde basitleştiren ve karmaşık veri yönetimi gereksinimini minimuma indiren bölgelere ayrılır. Birleştirilmiş bir yazılım yığını sayesinde ana cihaz, verileri akıllıca farklı bölgelere yerleştirerek, şu önemli faydaları sağlar:

Artırılmış Kapasiteler

Neredeyse hiç aşırı tahsis gerekmediğinden daha yüksek yoğunluk ve ölçek

Düşük Maliyet

Önemli ölçüde azalan DRAM gereksinimi ve daha az destek mantığı özelliği gerekir

Gelişmiş Hizmet Kalitesi (QoS)

Minimum düzeyde çöp toplama işlemi gereksinimi ile cihaz denetleyicisi daha hızlı yanıt verebilir

Artırılmış Dayanıklılık

Veri sürekli olarak yeniden yazılmadığı için dayanıklılık artırılır

Ana cihaza Bölgeli Depolama uygulama işlemi, ana cihaz ile SSD denetleyicisi arasında ve dosya sisteminden cihaza mantıksaldan fiziksele eşleştirme için gereken çoklu (yinelenen) yönlendirme seviyelerini ortadan kaldırarak, sistem yazılımı ve donanımının daha verimli bir şekilde birlikte çalışmasına imkan sağlar. ZNS ayrıca aşırı tahsis ihtiyacını azaltır ve yazma yükseltimi ve hizmet kalitesi (QoS) değişkenliği ile ilgili sorunları ortadan kaldırır. ZNS kısaca, geleneksel SSD’leri aksatan ölçek, QoS ve toplam sahip olma maliyeti (TCO) sorunlarını ele alır.

Zoned Storage, zetabayt çağına yönelik uygun maliyetli depolama ölçeklendirmesi sağlar

Zoned Storage, HDD’ler için SMR’dan ve SSD’ler için ZNS’den oluşur. Bölgeli Ad Alanları, NVMe™ standardının bir uzantısıdır. Bu teknoloji, SMR HDD’lere benzer şekilde bölgelendirilen ve böylece HDD ve SSD depolamanın tek bir teknolojiymiş gibi görünmesini sağlayan SSD’ler sunmamıza olanak sağlar. Zoned Storage, veri merkezi ölçeklendirmesini geliştirmek için SMR ve ZNS teknolojilerinin her ikisinden ve açık kaynak standartlarından faydalanır.

Depolama kapasitesini artırmak, TCO oranını düşürmek ve QoS’ı yükseltmek için veriler, birleştirilmiş bir yazılım çatısı ile hem SMR HDD’lere hem de ZNS SSD’lere akıllıca yerleştirilebilir. Zoned Storage ile veri merkezi ve bulut sağlayıcıları zetabayt çağında depolamayı daha uygun maliyetle yapabilirler.

Geleneksel

Veri yerleşimini cihaz kontrol eder

Bölgeli

Bölgelere veri yerleşimini uygulamalar kontrol eder

Zoned Storage Aracılığıyla Artırılmış Kapasiteler Elde Etmek

Giriş

Klasik SSD’lere Yönelik Zorluklar

Geleneksel depolama ile veri, geldiği anda bir diske yerleştirilir. Giderek daha fazla veri yazılıp silindikçe, veri yönetimi gerekli olur. Bu gerekli işlemler diski zorlayabilir ve QoS’i olumsuz şekilde etkileyebilir, cihaz yoğunluğunu sınırlandırabilir ve maliyetleri artırabilir. Örneğin bir SSD’de veri yönetimi şöyledir:

Yazma Yükseltmesi

Aynı ana cihaz verisi, veriler disk üzerinde taşınırken birçok kez yeniden yazılır

DRAM Gereksinimleri

Gelen verileri önbelleğe alma ve mantıksaldan fiziksele eşleme yapmak için Büyük Miktarların yönetilmesi gerekir

Çöp Toplama

Verileri daha iyi düzenlemek için veri taşıma, yeniden birleştirme ve silme

Aşırı Tahsis

İç çöp toplama işlemi için depolama alanı rezerve etme

ZNS

ZNS nedir?

ZNS, Bölgeli Alan Adları’nın (Zoned Namespaces) kısaltmasıdır. SSD’leri bölgelendirmek için bir NVM Express Consortium standardıdır. 2018 yılında raw NAND flash silme bloğu kısıtlamaları ve SMR HDD’lerinki arasındaki sinerji rahatlıkla görünüyordu. Western Digital, SSD’leri SMR HDD’lere benzer şekilde bölgelendirmek için bir standart oluşturma arzusu ile Bölgeli Ad Alanları konseptini önerdi. ZNS, Linux ve diğer yazılım ekosistemlerinde artık olgunlaşmış olan bölgeli depolama yığınından faydalanmak için, mevcut SMR HDD bölge modelini genişletir. ZNS ve SMR cihazlar sıradan bir yazılım altyapısından yararlanarak, veri merkezi ve kurumsal sistemlere dahil edilebilir. Bir SSD denetleyicisinin içeriden halletmesi sorunlu olan tüm veri yönetimi işlemleri, bu işlemlerin ana cihaz sistemi tarafından halledilmesi ile çözülebilir. ZNS SSD mimarisi aşağıdaki faydaları sağlar: