Flash-Speicher in mittelständischen IT-Umgebungen

Flash ist kein kurzfristiger Trend mehr. Gerade für mittelständische Unternehmen lohnt ein Nachdenken über den Einstieg in ein Flash-basiertes Speichersystem. “Alle zwei Tage werden weltweit so viele Daten erzeugt wie von Beginn der Geschichte bis zum Jahr 2003. Bis zum Jahr 2020 wird die Gesamtmenge digitaler Inhalte auf 40 Zettabyte oder 40 Billionen Gigabyte angewachsen sein” prognostiziert etwa IDC (PDF). Mit dem immensen Datenwachstum, haben sich die Ansprüche an Speichersysteme und Rechenzentren deutlich erhöht.

Unabhängig von der Größe eines Unternehmens sind die Erwartungen an ein Speichersystem die Gleichen: mehr Flexibilität, größere Freiheit bei der Auswahl der Hardware und mehr Funktionen bei der Verwaltung. Da viele interne Prozesse mittlerweile digitalisiert sind, steht bei der Speicherung schon lange nicht mehr die Archivierung im Vordergrund, sondern vielmehr die Geschwindigkeit, mit der Daten aufgerufen, analysiert und ausgewertet werden können. Viele mittelständische Unternehmen sehen sich dabei mit folgendem Dilemma konfrontiert: Durch die wachsende Datenmenge müssen die bestehenden Speicherinfrastrukturen erweitert werden, wobei allerdings die Kosten nicht steigen dürfen. Die angesprochenen Probleme lassen sich gut an zwei Beispielen erläutern.

Praxisbeispiele aus dem Mittelstand

Ein mittelständischer Online-Shop muss im Jahr bis zu 3 Millionen Bestellungen bewältigen. Während des Weihnachtsgeschäfts müssen an die 20.000 Bestellungen täglich bearbeitet werden. Mit einem aus Festplatten bestehenden Speichernetzwerk benötigt das Unternehmen allein 9 Stunden für ein vollständiges Backup.

Im zweiten Beispiel handelt es sich um ein mittelständisches Unternehmen aus dem Gesundheitsbereich, das Software- und Kommunikationslösungen für Ärzte, Krankenhäuser und andere Dienstleister in den Bereichen Workflow, Diagnose und Therapie anbietet. Das Unternehmen speichert unter anderem Patientendaten und ermöglicht es so Patienten, ihren nächsten Arzttermin unterwegs von ihrem Smartphone aus zu buchen. Die Informationen werden zudem für die nächste Buchung im System abgespeichert.

Hinzu kommt, dass die Daten des Unternehmens sich durch organisches Wachstum und durch zahlreiche Akquisitionen weiter vermehren. Für die Bewältigung dieser Datenflut nutzt das Unternehmen im Servernetzwerk sowohl herkömmliche Festplatten als auch Flash-Lösungen. Nichtsdestotrotz kommt es zu enormen Problemen, beim Versuch weitere Laufwerke in das System zu integrieren.

Die Vorteile von Flash

Beide Beispiele zeigen, dass Unternehmen eine skalierbare Speicherplattform benötigen, um den Anforderungen, die bei der exponentiellen Zunahme eingehender Daten entstehen, gerecht zu werden und gleichzeitig das erforderliche Budget für die Unterstützung des exponentiellen Datenwachstums zu minimieren. Mit der Entwicklung von Big Data zu einem gesamtgesellschaftlichen Thema und dem Einsatz von Datenanalysen und Datenauswertungen in fast allen Bereichen (seien es nun Mediastreaming-Dienste, Flughafenüberwachungsanlagen oder vernetzte Computer) ist die Datenflut so angestiegen, dass ein herkömmliches Datenmanagementsystem nicht mehr ausreicht.

Charakteristisch für Big Data ist nicht nur, dass es sich um große Datenmengen handelt, sondern dass mehrere Menschen gleichzeitig auf denselben Datenbestand zugreifen. Um täglich betriebswirtschaftliche Entscheidungen zu treffen, verlassen sich mehr und mehr Unternehmen auf Echtzeitanalysen von gigantischen Datensätzen. Bestanden Medieninhalte früher größtenteils aus strukturierten Daten und individuellen Datenbanken mit nicht mehr als zehntausend Terabyte, müssen Speicheradministratoren heute strukturierte, unstrukturierte und halbstrukturiere Datentypen speichern und den schnellen Zugang darauf über verschiedene Endnutzergeräte garantieren. Diese Datensätze können ohne weiteres bis zu 100 Petabyte groß sein.

Flash-Speicher verspricht eine Lösung für diese Probleme und Herausforderungen zu sein, jedoch sollte die Wahl mit Umsicht getroffen werden. Flash-Laufwerke bieten eine deutlich höhere Leistung, eine geringere Latenz und reduzierten Stromverbrauch. Um Transaktionen zu verarbeiten und ein vergleichbares Maß an Leistung zu erreichen, sind deutlich weniger SSDs als langsamere Festplatten erforderlich. Die Geschwindigkeit ist deutlich höher als bei HDDs, was kurze Zugriffszeiten und eine hohe I/O-Performance ermöglicht. Datenreduktionstechnologien wie Inline-Deduplizierung und Komprimierung in All-Flash-Speichersystemen ermöglichen es Unternehmen, ihre Datenmengen zu begrenzen. Nicht zuletzt zeichnen sich SSDs durch eine wesentlich höhere Energieeffizienz aus, was vor dem Hintergrund steigender Energiepreise ein wichtiger Faktor ist.

Trotz den aufgezählten Vorteilen von monolithischen All-Flash-Arrays besitzen diese auch ihre Schwächen: Das im Vorhinein festgelegte Verhältnis von Rechenprozess zu Speicherung, der Mangel an echter Skalierbarkeit (begrenzte Skalierbarkeit auf ein paar Petabyte), Anbieterbindung durch firmeneigene Hardware-und Software Produkte und langfristige Verträge für die Unterstützung und Wartung der alten Technologie. Die größte Schwäche von Flash sind jedoch die hohen Kosten. Kunden zahlen oftmals mehr als 3 Dollar per GByte und das nach Deduplizierung und Komprimierung der Daten. Unternehmen sind also auch mit Flash-Speichersystemen gezwungen, Kompromisse einzugehen.

Eine All-Flash-Plattform als mögliche Lösung

SanDisk hat sich über jeden Aspekt des Array-Designs Gedanken gemacht und es komplett neu gestaltet. Das Resultat ist eine All-Flash-Storage-Plattform mit drei Rack-Höheneinheiten (3U) und bis zu 512 Terabyte oder ein halbes Petabyte Flash-Kapazität. Hinzu kommt ein IOPS-Durchsatz von bis zu einer Million bei einer Latenzzeit von unter einer Millisekunde sowie Anschlussmöglichkeiten für bis zu acht Server. Dies erlaubt mittelständischen Unternehmen ihre Daten für weniger als 1 Dollar pro Gigabyte zu speichern und das alles ohne Komprimierung und Deduplizierung.

Aus Sicht der Unternehmen bietet das InfiniFlash System schnelleren Zugang zu großen Datenspeichern und ein verbessertes Nutzungserlebnis der Medien und Streaming Dienste, sowie schnell tiefe einblicke für Big Data und Analysenanwendungen. Die Scale-out-Architektur ermöglicht eine wesentlich bessere und ausgewogenere Skalierbarkeit des Systems. Da ise zehn bis Hunderte von Petabyte unterstützen kann, kommt zudem eine längere Nutzungsdauer auch in aktuellen, schnell wachsenden Datenumgebungen hinzu.

Nachdem das Online-Unternehmen aus unserem ersten Beispiel den Umstieg auf Flash realisierte, hat es erstmals seit zehn Jahren auch bei einer Anzahl von 20.000 Bestellungen keine Probleme mehr. Außerdem benötigt ein Backup anstatt 9 Stunden nur noch 20 Minuten. Auch im zweiten genannten Beispiel führt die Umstellung auf Flash zu Verbesserungen. Das Unternehmen wählt die vorgeschaltete intelligente Software-Defined Storage-Plattform von DataCore Software, die es ermöglicht, das AllFlash-System vor allem als JBOF (Just a Bunch of Flash) zu betreiben.

Dank des Data Striping, das über alle 8-TB-Flash-Karten hinweg stattfindet, kommt es zu einer höheren Performance sowie einer verbesserten Caching- und Laufwerksverfügbarkeit sowie Belastbarkeit. Während bei einer Erweiterung des Systems durch herkömmliche HDDs parallel dazu auch der physische Platz anwachsen würde, spart ein All-Flash-System mit 512 TB mit nur drei Höheneinheiten im Standard-Rack teure Rechenzentrumsstellfläche.

Flash-Speicher als langfristige Lösung für den Mittelstand

Flash-Speicher Lösungen wie die InfiniFlash-Plattform von SanDisk ermöglichen mittelständischen Unternehmen, ihre Speicherinfrastruktur von Grund auf neu zu gestalten. Unternehmen können die Hardware unabhängig vom Hersteller wählen. Außerdem bieten sie größere Flexibilität, mehr Leistung, nahezu beliebige Skalierbarkeit, weniger Aufwand für Management und Wartung und nicht zuletzt ansehnliche Kostenersparnisse sowie Effizienzsteigerung auf mehreren Ebenen.

Ein Flash-basiertes SDS ist einfach und nahezu unbegrenzt skalierbar. Es macht das Rechenzentrum damit fit für Hochleistungs- und Cloud-Umgebungen, in denen große Datenmengen schnell einer Anzahl von Anwendern zur Verfügung gestellt werden müssen. Der Einsatz von Flash-Speicher wird in den nächsten Jahren zunehmen und gerade für mittelständische Unternehmen wird er langfristig von Interesse sein.