O que é o armazenamento SSD? Quais são suas vantagens em servidores?

Explicação sobre o armazenamento SSD e seus principais benefícios no espaço do servidor

O que é armazenamento SSD?

SSDO nome completo éunidade de estado sólidoé um dispositivo de armazenamento de dados baseado na tecnologia de semicondutores. Ele é diferente do tradicionalHDDCompletamente diferente, o último usa discos magnéticos giratórios e cabeçotes mecânicos para operações de leitura e gravação.

O princípio básico de funcionamento das SSDs é utilizarMemória flash NANDpara armazenar dados. Trata-se de uma memória não volátil, o que significa que os dados são mantidos intactos mesmo em caso de falta de energia. Os dados são lidos e gravados por meio da movimentação de sinais eletrônicos entre as unidades de armazenamento, sem o envolvimento de peças mecânicas no processo. Pense nisso como um “pendrive” enorme, de alta velocidade e extremamente durável ou um chip de memória de telefone celular.

Principais componentes tecnológicos das SSDs.

1.Chips de flash NANDSSD: O meio de armazenamento físico dos dados que determina a capacidade e a vida útil da SSD.
2.controladoresO “cérebro” da SSD é responsável pelo gerenciamento de todas as operações, como armazenamento de dados, recuperação, nivelamento de desgaste, coleta de lixo e correção de erros, e seu desempenho afeta diretamente o desempenho geral da SSD.
3.Cache DRAMAlguns SSDs de última geração são equipados para armazenar “tabelas de mapeamento” para acelerar o endereçamento de dados e melhorar ainda mais o desempenho.

Atualmente, os principais formatos de SSD para servidores sãoU.2responder cantandoM.2e através deNVMeO protocolo se conecta ao sistema, liberando completamente o potencial de largura de banda ultra-alta do canal PCIe, com desempenho muito superior ao dos SSDs que usam interfaces SATA ou SAS.

Principais benefícios das SSDs em servidores

Em aplicativos corporativos e ambientes de data center, as SSDs evoluíram de uma “opção” para uma “necessidade” para dar suporte a cargas de trabalho de computação modernas. Os benefícios das SSDs podem ser vistos de várias maneiras:

1. desempenho extremo (velocidade e latência)

Esse é o motivo mais fundamental pelo qual as SSDs estão substituindo os HDDs.

-IOPS ultra-altoO IOPS é um indicador importante do número de operações de leitura e gravação por segundo de um dispositivo de armazenamento. As transações de banco de dados, a virtualização, a computação em nuvem e outros cenários precisam lidar com um grande número de solicitações pequenas e aleatórias de leitura e gravação. Os HDDs geralmente têm apenas algumas dezenas ou centenas de IOPS aleatórios devido às limitações físicas do caminho de busca da cabeça magnética. As SSDs, por outro lado, podem facilmente fornecer dezenas de milhares ou até milhões de IOPS, permitindo que os servidores respondam a mais solicitações de usuários e lidem com consultas mais complexas ao mesmo tempo.
-latência muito baixaLatência: A latência é o tempo que leva para concluir uma operação de E/S. Enquanto os tempos de busca do HDD costumam ser da ordem de milissegundos (ms), a latência do SSD pode ser tão baixa quantoMicrossegundos (μs)a latência é reduzida em várias ordens de magnitude. Isso é fundamental para aplicativos que exigem resposta em tempo real.
-alto rendimentoQuando estão continuamente lendo e gravando arquivos grandes, as SSDs NVMe podem fornecer até vários GB/s de largura de banda, excedendo em muito a das SSDs SATA/SAS, acelerando muito o processo de carregamento e transferência de dados em cenários como análise de big data e processamento de vídeo.

2. maior confiabilidade e durabilidade

Embora as SSDs tenham um limite para o número de gravações em suas células de memória flash, as SSDs corporativas compensam muito isso com uma variedade de tecnologias que tornam sua confiabilidade geral ainda maior do que a das HDDs.

-Sem falhas mecânicasAs SSDs são peças mecânicas frágeis, sensíveis a vibrações, choques e mudanças de temperatura e propensas a falhas. As SSDs não têm peças móveis e, portanto, são mais capazes de resistir a ambientes adversos, com um risco muito baixo de perda de dados devido a impactos físicos.
-Tecnologia avançada de equalização de perdasO controlador da SSD distribui de forma inteligente as operações de gravação uniformemente em todos os blocos de memória flash, evitando que determinados blocos sofram excesso de apagamento e sejam descartados prematuramente, o que aumenta significativamente a vida útil geral da SSD.
-Maior TBWSSDs corporativos definem uma vida útil para seusterabytes gravados (TBW)que é a quantidade total de dados que podem ser gravados durante toda a vida útil. Em geral, as SSDs de servidor de alta qualidade têm valores de TBW extremamente altos, suficientes para anos de cargas de gravação intensas.

3. excelente consumo de energia e eficiência térmica

A energia e a refrigeração representam uma grande parte dos custos operacionais de um data center.

-Menor consumo de energiaSSDs: normalmente, as SSDs consomem apenas alguns watts de energia durante a execução e menos ainda quando estão ociosas. Em contrapartida, os HDDs, que exigem um motor de acionamento para girar os pratos e mover os cabeçotes, consomem muito mais energia.
-Menos febresBaixo consumo de energia leva diretamente a uma menor geração de calor. Isso significa que os data centers podem ser resfriados com menos recursos, melhorando a eficiência energética e reduzindo a PUE, o que resulta em maior densidade e menor TCO.

4. maior densidade e escalabilidade do servidor

-Dimensões físicasSSDs U.2 oferecem o mesmo fator de forma que os HDs de 2,5 polegadas, possibilitando que os servidores substituam diretamente os HDs por SSDs que oferecem um desempenho várias ordens de grandeza superior no mesmo espaço em disco, para upgrades contínuos e densidade de armazenamento extremamente alta.
-densidade de desempenhoDensidades de desempenho sem precedentes podem ser obtidas com a implantação de arrays totalmente flash em um único servidor de 1U ou 2U, ou sejaOferece uma enorme capacidade de computação e armazenamento em um espaço físico muito pequenoque vale seu peso em ouro para empresas e provedores de nuvem com restrições de espaço.

resumos

A tecnologia de armazenamento SSD é usada por seusDesempenho revolucionário, confiabilidade superior, controle eficiente de energiaeDesign físico compactoA tecnologia de computação em nuvem, a I/O, revolucionou a arquitetura do data center moderno. Ele permite aplicativos com uso intensivo de E/S, como análise de dados em tempo real, treinamento de IA/aprendizado de máquina, comércio de alta frequência, infraestruturas de desktop virtualizadas e grandes bancos de dados.

Para os servidores, a adoção de SSDs não é mais uma simples atualização de desempenho, mas uma transformação estratégica. Ela se traduz diretamente emResposta comercial mais rápida, maior satisfação do usuário, infraestrutura simplificadaeMenor custo total de propriedade. Com a popularidade do protocolo NVMe e a maturidade das novas tecnologias de armazenamento flash, como a QLC, as SSDs certamente desempenharão um papel central absoluto nos futuros data centers, abrindo totalmente a era dos data centers totalmente flash.

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