L’avenir du stockage selon Phison

Phison propose déjà un cryptage à la volée sur nos produits SSD Opal et FIPS 140-2. Comme mentionné ci-dessus, cela fonctionne car c’est une capacité qui peut fonctionner sur des données qui vont déjà au SSD. La compression est facile à intégrer sur le SSD et s’aligne sur le concept du modèle de streaming, mais elle offre un avantage limité étant donné que la plupart des données en vrac (photos, vidéo ou musique) sont déjà entièrement compressées. Il existe de grands ensembles de données qui peuvent bénéficier de la compression, mais le cas d’utilisation est relativement rare, il a donc tendance à être délégué pour dédier des appliances de serveur.

Le cas de la déduplication rompt le modèle de streaming pour plusieurs raisons:

1) Il faut une énorme quantité de mémoire pour suivre les hachages pour chaque secteur.

2) Les SSD sont déjà entièrement des tâches dans les environnements de centre de données, donc tout travail consacré à la recherche est supprimé pour les E / S de l’hôte

Le seul avantage réel à faire effectuer la recherche par le SSD est une légère réduction du temps de transfert du bus PCIe et une charge réduite sur le processeur hôte. Inversement, le coût du SSD doit augmenter en raison des exigences de calcul plus élevées et de la DRAM supplémentaire. Sa puissance active doit également nécessairement augmenter. Le problème de déduplication est mieux implémenté en utilisant des ressources système de rechange, en particulier pendant la nuit lorsque les gens dorment, au lieu d’ajouter 10 à 20% de SSD.

Un type de dispositifs hybrides de calcul existe aujourd’hui et il est très réussi: Smart NIC. Ils combinent une carte réseau haute vitesse (typ. 10 Go / s) avec un puissant processeur ou FPGA. Bien que cette combinaison fonctionne pour la carte réseau, elle ne fonctionne pas aussi bien pour le stockage. La raison est assez simple. La partie intelligente de la carte réseau traite les données qui transitent déjà par la carte réseau vers l’hôte. La carte réseau intelligente fonctionne bien lorsqu’elle peut traiter des données au fur et à mesure de son flux ou lorsque la carte réseau intelligente est capable de répondre à une demande en accédant directement aux ressources dans le châssis.

La proposition de valeur typique pour le stockage informatique est présentée comme suit: le SSD est plus proche des données, il libère la bande passante du bus et il décharge le processeur hôte. À première vue, le stockage informatique semble être une vente facile, mais cela n’a pas été le cas.

Tout d’abord, le SSD utilise déjà 100% de ses ressources et de son budget d’énergie pour assurer sa fonction principale. Dans de nombreux cas, les disques SSD d’entreprise haute densité doivent limiter les performances pour éviter de dépasser leur budget d’alimentation ou de refroidissement. Deuxièmement, le SSD utilise généralement de petits cœurs de processeur qui sont loin de ce que le processeur hôte ou un GPU peut faire. Troisièmement, cette expérience a déjà été essayée avant que Computation Storage ne devienne un mot à la mode. Une entreprise a tenté de combiner un GPU et un SSD, mais la solution a fini par dégrader les deux technologies. Pour répondre aux exigences du GPU, le SSD devait fonctionner très rapidement et ajouter une charge thermique importante au GPU. Le GPU est beaucoup plus chaud qu’un SSD et a créé une contrainte de rétention substantielle sur le NAND. Enfin, un SSD est un consommable qui a une bande passante d’écriture limitée, alors qu’un GPU peut fonctionner indéfiniment jusqu’à ce qu’il devienne obsolète.

En adoptant une approche différente, nous pourrions ajouter un processeur plus puissant directement sur le SSD. Ensuite, nous rencontrons le problème de la RAM. Aujourd’hui, la plupart des SSD d’entreprise conservent un rapport NAND / DDR de 1000: 1. Le SSD n’a besoin que d’extraire quelques octets pour chaque traduction 4K LBA, de sorte que la bande passante DDR est relativement faible. Cela signifie que le SSD peut utiliser une DRAM de qualité plus lente, ce qui réduit le coût total du module. L’ajout d’un processeur invité plus grand au SSD avec plus de DDR pour les applications réduit la puissance disponible pour le rôle principal du SSD consistant à fournir des E / S à l’hôte principal. Cela augmente également le coût du SSD, mais ne fournit pas de gain proportionnel en puissance de calcul.

Ensuite, il y a le problème de la façon dont le stockage est déployé aujourd’hui qui doit être résolu. Les données sont généralement agrégées dans des ensembles RAID multi-unités et donc aucun SSD ne verra jamais l’ensemble de données complet. Nous pourrions changer la façon dont le stockage est utilisé, en nous assurant que chaque SSD voit toujours les éléments de données complets et utilise la réplication complète pour assurer la redondance. Il est peu probable que cela se produise car ce modèle ne partage pas la bande passante de stockage si un SSD contient plus de données actuellement nécessaires. Les bandes RAID résolvent ce problème en échelonnant les accès afin que chaque client suivant démarre peu de temps après le client actuel. Nous pourrions étendre le modèle où chaque SSD a une copie complète d’un ensemble de données en implémentant la réplication sur plusieurs unités, mais nous devons ensuite ajouter un mécanisme de recherche et de partage de charge. La duplication a également une empreinte de stockage beaucoup plus élevée que le simple RAID5 ou RAID6. En termes simples, la façon dont nous utilisons le stockage aujourd’hui est rentable, facile à déployer et fonctionne bien pour la plupart des scénarios. Changer complètement l’infrastructure de stockage pour ce qui équivaut à l’ajout de quelques CPU du serveur est difficile à justifier.

Malgré l’inconvénient du stockage de calcul à usage général, il y a des cas spécifiques, cela a du sens. Cela se produit lorsque le cas d’utilisation du stockage reflète le cas gagnant pour Smart NIC. C’est-à-dire que le SSD ne doit traiter les données qu’une seule fois lors de leur déplacement dans l’appareil. Nous pouvons associer le chiffrement et la compression au stockage informatique, mais c’est un peu exagéré. Il est plus précis de définir ces deux cas d’utilisation comme un traitement de données en ligne ou en continu à l’aide d’un algorithme très simple.

Phison et l’un de nos clients ont développé un produit dans lequel nous avons trouvé une application de stockage informatique bien adaptée au SSD. Il ne nécessite pas une grande quantité de mémoire ou de puissance CPU et n’interfère pas avec l’objectif principal du SSD qui est le stockage IO. Nous développons un produit de sécurité qui utilise l’apprentissage automatique pour rechercher les signes d’attaque des données. Il peut identifier les ransomwares et autres activités non autorisées sans impact mesurable sur les performances du SSD.