Який поточний стан (2016) SSD в RAID?

В Інтернеті є багато ресурсів, які обговорюють використання SSD-накопичувачів у конфігураціях RAID - однак вони в основному датуються декількома роками, а екосистема SSD дуже швидкозмінна - так, як ми очікуємо випуску продукту Intel Optane пізніше цього року що все змінить ... знову.

Я виступлю з моїм питанням, підтверджуючи, що є якісна різниця між споживчими жорсткими дисками (наприклад, Intel 535) та SSD-дисками з центром обробки даних (наприклад, Intel DC S3700).

Моя основна проблема стосується TRIMпідтримки сценаріїв RAID. Наскільки я розумію, незважаючи на те, що минуло 6 років з моменту введення SSD-дисків у комп'ютери споживчих товарів і 4 роки з моменту продажу коду NVMe - сучасні RAID-контролери досі не підтримують видачу TRIMкоманд на приєднані SSD - за винятком контролерів RAID від Intel в режимі RAID-0.

Я здивований, що TRIMпідтримки в режимі RAID-1 немає, враховуючи те, як приводить дзеркало один в одного, це здається простою. Але я відволікаюсь.

Зауважу, що якщо ви хочете відмовитись від дисків (як на жорсткому диску, так і на SSD), ви використовуєте їх у конфігурації RAID - але, оскільки SSD не буде TRIM, це означає, що вони зазнають посилення запису, що призводить до додаткового зносу, який в свою чергу, це призведе до того, що накопичувачі SSD передчасно вийдуть з ладу - це прикрою іронією: система, призначена для захисту від несправності накопичувача, може призвести безпосередньо до цього.

Тому:

1. Чи TRIMпотрібна підтримка сучасних SSD-дисків?

   1.1. Чи є якась різниця в потребі TRIMпідтримки між SATA, SATA-Express і NVMe на основі SSD?

2. Часто диски рекламуються як покращені вбудовані сміттєзбірники; чи це усуває необхідність TRIM? Як працює їх процес GC в середовищі RAID?

   1.1. Наприклад, дивіться цю оцінку якості з 2010 року, в якій описується досить погана деградація продуктивності через не-TRIMming ( https://superuser.com/questions/188985/how-badly-do-ssds-degrade-without-trim ) - і це стаття від 2015 року стверджує, що використання TRIM настійно рекомендується ( http://arstechnica.com/gadgets/2015/04/ask-ars-my-ssd-does-garbage-collection-so-i-dont-need-trim -право / ). Яка ваша відповідь на ці вагомі аргументи щодо необхідності TRIM?

3. Дуже багато статей та обговорень попередніх років стосується Flash SLC та MLC flash, і що SLC є кращим, оскільки він значно довший термін експлуатації - однак, здається, сьогодні всі SSD-диски (незалежно від того, де вони перебувають на спектрі споживачів-підприємств) є MLC тезади - це розрізнення актуальності вже є?

   1.1 А як щодо спалаху TLC?

4. Корпоративні SSD, як правило, мають значно більшу межу витривалості / запису (часто вимірюється в скільки разів ви можете повністю перезаписати накопичувач за день протягом очікуваного 5-річного терміну експлуатації накопичувача) - якщо обмеження циклу їх запису дуже велике (наприклад, 100 повних записів на день) чи означає це, що вони взагалі не потрібні, TRIMоскільки ці межі настільки високі, або - навпаки, - ці межі досяжні лише за допомогою використання TRIM?

Спробуємо відповісти на одне запитання:

• Чи потрібна підтримка TRIM для сучасних SSD-дисків?

Коротка відповідь: у більшості випадків ні. Довга відповідь: якщо ви резервуєте достатню кількість вільного місця (~ 20%), навіть привід для споживачів зазвичай має досить хороші показники стійкості продуктивності (але вам потрібно уникати накопичувачів, які замість цього задушуються на постійних записах). Пристрої для корпоративного класу ще кращі, оскільки вони за замовчуванням мають більше запасного простору, а також тому, що їх комбінований контролер / прошивки оптимізовані для постійного використання накопичувача. Наприклад, погляньте на привід S3700, на який ви посилаєтесь: навіть без обрізки він має дуже гарну послідовність запису.

• Часто накопичувачі рекламуються як покращені вбудовані сміттєзбірники, чи це не потребує TRIM? Як працює їх процес GC в середовищі RAID

Пристрій для збирання сміття робить свою магію всередині пісочниці диска - він нічого не знає про зовнішнє середовище. Це означає, що на рівень масиву RAID масиву не впливає (в основному). Однак це означає, що деякі рівні RAID (в основному на основі паритету) іноді (і в якійсь конкретній реалізації) можуть збільшувати коефіцієнт посилення запису, тому це, в свою чергу, означає більш високу роботу підпрограм GC.

• Дуже багато статей та обговорень попередніх років стосується SLC vs MLC flash, і це те, що SLC є кращим, оскільки він набагато довший, але здається, що всі SSD-диски (незалежно від того, де вони перебувають на спектрі споживачів-підприємств) є MLC-такими днями - вже ця відмінність актуальності

SLC-накопичувачі в основному зникли з підприємства, і в основному вони були відведені на військові та деякі виробничі завдання. Позначене підприємство тепер поділено на три класи:

• Спалах HMLC / MLCe - це той, у кого є краще бінізовані мікросхеми MLC та сертифікований для витримки принаймні 25000/30000 циклів перезапису;
• 3D-мікросхеми MLC оцінюються приблизно в 5000-10000 циклів перезапису;
• нормальні планарні MLC і 3D TLC мікросхеми оцінюються приблизно в 3000 циклів перезапису.

Насправді будь-який із перерахованих вище типів спалаху повинен забезпечити вам велику загальну ємність запису, а насправді ви можете знайти корпоративні диски з усіма перерахованими вище типами спалаху.

Справжня диференціація між підприємствами та споживачами:

• комбінований контролер / мікропрограмне забезпечення, оскільки підприємство спричиняє набагато важче становище через несподівану помилку контролера;
• захищений потужністю кеш-запис, надзвичайно важливий для запобігання пошкоджень шару перекладу Flash (FTL), який зберігається у самому спалаху.

Корпоративні драйвери класу краще в основному завдяки контролерам та силовим конденсаторам, а не завдяки кращій спалаху.

• Корпоративні SSD, як правило, мають набагато більшу межу витривалості / запису (часто вимірюється у скільки разів ви можете повністю перезаписати накопичувач за день, протягом очікуваного 5-річного терміну експлуатації диска), чи це усуває будь-які проблеми щодо запису-посилення, викликаного не працює TRIM?

Як було сказано вище, накопичувачі класів підприємства мають набагато більше запасного місця за замовчуванням (~ 20%), що, у свою чергу, різко знижує потребу в регулярних TRIM

У будь-якому випадку в якості побічної записки розгляньте деякі програмні RAID, які підтримують TRIM (хтось сказав, що Linux MDRAID? )

TRIM - це те, про що я ніколи не хвилююся, коли використовую SSD на сучасних контролерах RAID. Поліпшені SSD-диски, оптимізовані функції апаратного RAID-контролера для цих робочих навантажень, і як правило, існує звітність про витривалість.

TRIM призначений для накопичувачів SATA нижнього кінця. Для SSD-дисків SAS ми маємо скапіювати SCSI, і, можливо, саме тому я не зустрічаю потреб TRIM ...

Але інший коментатор правильний. Програмно-визначене сховище (SDS) змінює спосіб використання SSD-дисків. У рішеннях SDS контролери RAID не мають значення. А такі речі, як TRIM, мають менш важливе значення, оскільки SSD заповнюють задані ролі. Я думаю про кеш-пам'ять для читання пам’яті Nimble або ZFS L2ARC та ZIL ... Усі вони відповідають конкретним потребам, а програмне забезпечення використовує ресурси більш розумно.

Рівні RAID з SSD Відповідь вище говорить про те, що рівні RAID з паритетом, як RAID 5, збільшують посилення запису. Дійсно трактувати це більше, ніж: вплив на один привід або вплив на набір накопичувачів.

Порівняно з відсутністю надмірності, RAID 5 дійсно додає запис до набору, оскільки додає парність контрольної суми. Порівняно з масивом RAID 0 (n-1) накопичувачів, вплив масиву RAID 5 на n приводів із n дисками є нічим. Кожен з російських дисків отримує стільки ж записів. RAID 5 додає 1 / (n-1) додаткових записів до набору. RAID 1 і RAID 10, однак, додайте до набору 100% додаткового запису, оскільки все, що написано на одному SSD, записується в його дзеркало.

Отже, з точки зору запису в набір RAID 5 проти набору RAID 10 з однаковою кількістю накопичувачів, SSD в наборі RAID 5 отримає менше записів. І це залишається істинним, навіть якщо ви збільшите кількість SSD в наборі RAID 10 для вирівнювання корисної потужності.

Шоданшок торкнувся тут справжньої відповіді. Якщо ви зарезервуєте додатковий простір, «надмірна забезпеченість», то витривалість вашого SSD та послідовність виконання записів з часом буде покращена, а відсутність підтримки TRIM стає здебільшого невідповідною. Зберігаючи додатковий простір можна просто так само, як, починаючи з нового SSD, розділяючи менше, ніж на повну ємність. Більшість контролерів вбудованого пристрою обробляють ніколи не використовуваний простір таким же, як відведений простір, і тим самим значно зменшують посилення запису. Для завантаження та ОС, мабуть, достатньо 10% відведеного місця. Для накопичувачів, які часто переписуються, збільште пробіл.