Vraag Wat is de huidige status (2016) van SSD's in RAID?


Er zijn tal van online bronnen beschikbaar die discussiëren over het gebruik van SSD-schijven in RAID-configuraties - hoewel deze meestal een paar jaar oud zijn, en het SSD-ecosysteem erg snel is - precies zoals we verwachten dat Intel's "Optane" -product later dit jaar wordt uitgebracht wat alles zal veranderen ... opnieuw.

Ik zal mijn vraag voorlezen door te bevestigen dat er een kwalitatief verschil is tussen SSD's van consumentenklasse (bijvoorbeeld Intel 535) en datacenter-grade SSD's (bijvoorbeeld Intel DC S3700).

Mijn grootste zorg heeft betrekking op TRIM ondersteuning in RAID-scenario's. Naar mijn mening, ondanks dat het meer dan 6 jaar geleden was dat SSD's werden geïntroduceerd in computers van consumentenklasse en 4 jaar geleden dat NVMe commercieel verkrijgbaar was - bieden moderne RAID-controllers nog steeds geen ondersteuning voor uitgifte TRIM opdrachten naar aangesloten SSD's - met uitzondering van Intel's RAID-controllers in RAID-0-modus.

Ik ben verrast dat TRIM ondersteuning is niet aanwezig in de RAID-1-modus, gezien de manier waarop drives elkaar spiegelen, lijkt het eenvoudig. Maar ik dwaal af.

Ik merk op dat als je fouttolerantie met schijven (zowel HDD als SSD) wilt, je ze zou gebruiken in een RAID-configuratie - maar omdat de SSD's zonder TRIM zouden zijn, betekent dit dat ze zouden lijden aan Write-Amplification wat resulteert in extra slijtage, wat op zijn beurt zou SSD's voortijdig falen - dit is een ongelukkige ironie: een systeem dat is ontworpen om te beschermen tegen schijffouten kan er uiteindelijk direct uit resulteren.

Zo:

  1. is TRIM ondersteuning nodig voor moderne SSD's (2015-2016 tijdperk)?

    1.1. Is er een verschil in de behoefte aan TRIM ondersteuning tussen SATA, SATA-Express en NVMe-gebaseerde SSD's?

  2. Vaak wordt van stations wordt geadverteerd dat ze een verbeterde ingebouwde garbagecollectie hebben; doet dat de behoefte aan TRIM? Hoe werkt hun GC-proces in RAID-omgevingen?

    1.1. Zie bijvoorbeeld deze QA uit 2010, die behoorlijk slechte prestatievermindering door niet-TRIMMEN beschrijft ( https://superuser.com/questions/188985/how-badly-do-ssds-degrade-without-trim ) - en dit artikel uit 2015 beweert dat het gebruik van TRIM sterk wordt aanbevolen ( http://arstechnica.com/gadgets/2015/04/ask-ars-my-ssd-does-garbage-collection-so-i-dont-need-trim-right/ ). Wat is jouw reactie op deze sterke argumenten voor de noodzaak van TRIM?

  3. Veel artikelen en discussies uit eerdere jaren hebben betrekking op SLC versus MLC flash en die SLC heeft de voorkeur vanwege de veel langere levensduur - hoewel het lijkt dat alle SSD's van vandaag (ongeacht waar ze zich in het Consumer-to-Enterprise-spectrum bevinden) MLC zijn de dagen - is dit onderscheid van relevantie meer?

    1.1 En hoe zit het met TLC flash?

  4. Enterprise SSD's hebben over het algemeen een veel hogere uithoudings- / schrijflimiet (vaak gemeten in hoe vaak u de schijf binnen een dag volledig kunt overschrijven, gedurende de verwachte levensduur van een schijf van 5 jaar) - als de limiet voor de schrijfcyclus erg hoog is (bijv. 100 complete schrijft per dag) betekent dit dat ze niet nodig hebben TRIMhelemaal omdat die limieten zo hoog zijn, of - het tegenovergestelde - zijn die limieten die alleen door gebruik te bereiken zijn TRIM?


47
2018-05-13 09:47


oorsprong


Hoewel ik uw vraag niet kan beantwoorden, denk ik dat dit moet worden overwogen in het licht van het feit dat onze industrie zijn best doet om eigen RAID te vernietigen, gebruiken de openbare cloudproviders nu allemaal SSD's op computer- en opslagservices, dit hebben ze zeker opgelost met software, wissen codering enz. Cloud computing-innovaties hebben dingen als hardware RAID, de Cisco IOS en eigen opslaggebiednetwerken blootgelegd als zinloze grondstoffen die gisten in de top van de voedselketen en innovatie zelfs belemmeren. hardware RAID kan niet op schaal worden verkocht (naar AWS, Azure, CERN) dus .... - Sum1sAdmin
@ Sum1sAdmin de openbare cloudproviders gebruiken nu allemaal SSD's op computer- en opslagservices Wilt u zeggen dat AWS of BlackBlaze gegevens alleen opslaan op SSD's? - A.L
@ A.L ja nee, ik wijs alleen op de aanbieding SSD voor blok-, bestands-, object- en efemere opslag - Sum1sAdmin
Ik ben het volledig oneens met het "kwalitatieve verschil" tussen commercieel en consument. Ik kan je verzekeren dat er geen verschil is in de productie van NAND. Er zijn zeker verschillende fabrikanten (Samsung versus Intel) maar geen van beide heeft een speciaal productieproces voor consumenten. Er zijn zeker verschillen in eigenschappen, maar geen kwaliteitsverschillen. - Jim B
Over Optane gesproken, we zijn bijna halverwege 2016 en het is nergens te bekennen ... Weet iemand wat de deal is? - Jeff Meden


antwoorden:


Laten we proberen één vraag per keer te beantwoorden:

  • Is TRIM-ondersteuning nodig voor moderne SSD's (2015-2016 tijdperk)?

Kort antwoord: in de meeste gevallen, nee. Lang antwoord: als je voldoende vrije ruimte reserveert (~ 20%), hebben zelfs drivers van consumentenklasse meestal behoorlijk goede consistente prestaties (maar nodig hebben om de schijven te vermijden die in plaats daarvan stikken bij aanhoudende schrijfbewerkingen). Enterprise-klasse drives zijn nog beter, zowel omdat ze standaard een hogere reserve-ruimte hebben en omdat hun controller / firmware-combinatie is geoptimaliseerd voor continu gebruik van de drive. Kijk bijvoorbeeld eens naar het S3700-station waarnaar u verwijst: zelfs zonder bijsnijden heeft het een zeer goede schrijfconsistentie.

  • Vaak wordt van stations geroemd dat ze een verbeterde ingebouwde functie hebben garbage-collection, elimineert dat de behoefte aan TRIM? Hoe werkt het hun GC-proces werkt in RAID-omgevingen

De drive garbage collector doet zijn magie in de drive-sandbox - hij weet niets van de buitenomgeving. Dit betekent dat het (meestal) niet wordt beïnvloed door het RAID-niveau van de array. Dat gezegd hebbende, sommige RAID-niveaus (in principe gebaseerd op pariteit) kunnen soms (en in sommige specifieke implementaties) de schrijfversterkingsfactor verhogen, dus dit betekent op zijn beurt weer meer werk voor de GC-routines.

  • Veel artikelen en discussies uit eerdere jaren hebben betrekking op SLC vs MLC-flash en die SLC heeft de voorkeur, vanwege de veel langere levensduur, maar het lijkt erop dat alle SSD's (ongeacht waar ze op het Consumer-to-Enterprise-spectrum zitten) MLC zijn - dit is onderscheid van relevantie meer

SLC-aandrijvingen zijn in feite uit de onderneming verdwenen, voornamelijk gedegradeerd tot militaire en sommige industriële taken. De onderneming gemarkeerd is nu verdeeld in drie graden:

  • HMLC / MLCe-flits is degene met de betere gebombardeerde MLC-chips en gecertificeerd om ten minste 25000/30000 herschrijfcycli te ondersteunen;
  • 3D MLC-chips hebben een geschatte herhalingscyclus van ongeveer 5000-10000;
  • normale planaire MLC- en 3D TLC-chips hebben een geschatte duur van ongeveer 3000 herschrijfcycli.

In werkelijkheid zou elk van de bovenstaande flitstypen u voldoende totale schrijfcapaciteit moeten bieden en, in feite, kunt u bedrijfsstations met alle bovenstaande flitstypen vinden.

De echte verschillen tussen bedrijfs- en consumentenstations zijn:

  • de controller / firmware-combo, met enterprise drives veel moeilijker om te sterven als gevolg van onverwacht controller bug;
  • de energiebeschermde schrijfcache, uiterst belangrijk om beschadigingen aan de Flash Translation Layer (FTL) te voorkomen, die op de flits zelf is opgeslagen.

Bedrijfscategorie drivers zijn beter, vooral vanwege hun controllers en power-condensatoren, in plaats van vanwege een betere flits.

  • Enterprise SSD's hebben meestal een veel hoger uithoudingsvermogen / schrijflimieten (vaak gemeten in hoe vaak u volledig kunt overschrijf de schijf binnen een dag, gedurende de verwachte 5 jaar van een schijf levensduur), doet dit geen zorgen over Write-Amplification veroorzaakt door het niet uitvoeren van TRIM?

Zoals hierboven vermeld, hebben schijfeenheden van enterprise-kwaliteit een veel hogere standaardreserve (~ 20%), wat op zijn beurt de behoefte aan regelmatige TRIM's drastisch verlaagt

Hoe dan ook, beschouw als een kanttekening sommige software-RAID's die TRIM's ondersteunen (iemand zei Linux MDRAID?)


24
2018-05-13 11:08



Slechts 35000 schrijfcycli ?! Dat klinkt niet als heel veel. Ik denk dat het logisch is als de verhoogde schijfwissels goedkoper zijn dan het kopen van dezelfde capaciteit in SLC. - immibis
~ 30000 minimale gegarandeerde herschrijfcycli zijn niets slechts: met de toegenomen capaciteit van de switch naar 2-bit-per-cel NAND, zijn MLC-drives veel goedkoper dan SLC-modellen terwijl ze dezelfde uithoudingsvermogen behouden. Bovendien zijn de dagen waarop SLC-cellen van de 50-NM klasse werden beoordeeld met> 100000 herschrijfcycli waarschijnlijk verdwenen: zelfs enterprise drives hebben 34 / 25nm (of kleiner) class flash, met intrinsiek lager uithoudingsvermogen (die ook SLC-drives beïnvloeden). - shodanshok
@shodanshok Uw conclusie is "Gebruik enterprise-grade (SAS) SSD's die zijn aangesloten op een normale RAID-controller en maak u daar geen zorgen over" - en dat ik geen prestatieasslag zie in de afgelopen vijf jaar waarvoor een drive is vereist? En dat de prestatieproblemen die door andere gebruikers zijn gedocumenteerd, alleen van invloed zijn op schijven van consumentenklasse? - Dai
@Dai voor 'enterprise-grade'-schijven Ik bedoel niet alleen SAS SSD's, maar ook geselecteerde SATA SSD's kunnen als' enterprise-grade 'worden beschouwd. En ja, enterprise drives hebben een zeer goede prestatieconsistentie, zelfs in steady-state (dat wil zeggen: volledig vol). Zie voor een voorbeeld van dergelijke schijven hier. Zelfs sommige consumentendrives kunnen, in combinatie met royale overprovisie, behoorlijk consistent zijn. Zien hier bijvoorbeeld. - shodanshok
Binning is het proces waarbij siliciumchips worden onderzocht en gegroepeerd op basis van hun kwaliteit. Enterprise MLC NAND-chips zijn dus eigenlijk de "better made", beter geteste chips. - shodanshok


TRIM is niet iets waar ik me ooit zorgen over maak bij het gebruik van SSD's op moderne RAID-controllers. De SSD's zijn verbeterd, hardware RAID-controllerfuncties zijn geoptimaliseerd voor deze workloads en de endurance-rapportage is meestal aanwezig.

TRIM is voor lagere SATA-schijven. Voor SAS SSD's hebben we SCSI unmap en misschien is dat de reden waarom ik geen TRIM-behoeften tegenkom ...

Maar de andere commenter is correct. Software-Defined Storage (SDS) verandert de manier waarop we SSD's gebruiken. In SDS-oplossingen zijn RAID-controllers niet relevant. En dingen zoals TRIM zijn meestal minder belangrijk omdat SSD's specifieke rollen vullen. Ik denk aan Nimble storage read cache of de ZFS L2ARC en ZIL ... Ze voldoen allemaal aan specifieke behoeften en de software maakt slimmer gebruik van de resources.


9
2018-05-13 10:22



UNMAP en TRIM doen precies hetzelfde. - Michael Hampton♦
Trim / unmap is altijd vereist, anders zou u volledig moeten vertrouwen op interne garbagecollection - Jim B
Interne garbage collection is geen vervanging voor TRIM. Er is geen firmwarefunctie die kan vervangen wat TRIM doet. Het is een beetje verontrustend, dus veel antwoorden hier begrijpen niet wat TRIM eigenlijk doet en waarom het nodig is. Verwijs naar artikelen zoals deze arstechnica.com/gadgets/2015/04/... - Shiv


RAID-niveaus met SSD Een antwoord hierboven suggereert dat RAID-niveaus met pariteit, zoals RAID 5, de schrijfversterking verhogen. Er is echt meer dan één manier om dat te interpreteren: de impact op een schijf of de impact op de set schijven.

In vergelijking met geen redundantie voegt RAID 5 writes toe aan de set omdat het checksum-pariteit toevoegt. Vergeleken met een RAID 0-array van (n-1) -stations is de impact per RAID 5-array met n-stations per schijf niets. Elk van de n-stations ontvangt evenveel schrijfbewerkingen. RAID 5 voegt 1 / (n-1) extra schrijfacties aan de set toe. RAID 1 en RAID 10 voegen echter 100% extra schrijfbewerkingen toe aan de set, omdat alles dat naar een SSD is geschreven, naar de mirror wordt geschreven.

Dus, in termen van schrijven naar een RAID 5-set versus een RAID 10-set met hetzelfde aantal schijven, zullen de SSD's in de RAID 5-set minder schrijfbewerkingen ontvangen. En dat blijft waar, zelfs als u het aantal SSD's in de RAID 10-set verhoogt om de bruikbare capaciteit gelijk te maken.


1
2018-02-02 23:19





shodanshok raakte hier het echte antwoord aan. Als u extra ruimte, "overaanbieding" reserveert, wordt de consistentie van uw SSD op het gebied van uithoudingsvermogen en schrijfprestaties in de loop van de tijd beide verbeterd, en het ontbreken van TRIM-ondersteuning wordt meestal irrelevant. Het reserveren van die extra ruimte kan net zo eenvoudig worden gedaan, te beginnen met een nieuwe SSD, partitionering minder dan de volledige capaciteit. De meeste interne regelaars behandelen nooit gebruikte ruimte op dezelfde manier als gereserveerde ruimte en verminderen daardoor de schrijfversterking aanzienlijk. Voor opstarten en OS is 10% gereserveerde ruimte waarschijnlijk voldoende. Bij schijven die vaak worden herschreven, vergroot u die ruimte.


0
2018-02-02 23:08