RAID में SSDs की वर्तमान स्थिति (2016) क्या है?

Question

ऑनलाइन उपलब्ध बहुत सारे संसाधन हैं जो SSD ड्राइव का उपयोग करके RAID विन्यास में चर्चा करते हैं - हालाँकि ये ज्यादातर कुछ साल पहले की तारीख है, और SSD पारिस्थितिकी तंत्र बहुत तेजी से आगे बढ़ रहा है - ठीक है जैसे हम इस वर्ष के अंत में Intel के "Optane" उत्पाद के रिलीज की उम्मीद कर रहे हैं जो सब कुछ बदल देगा ... फिर से।

मैं अपने प्रश्न की पुष्टि करता हूँ कि उपभोक्ता-ग्रेड SSDs (जैसे Intel 535) और डेटासेंटर-ग्रेड SSDs (जैसे Intel DC S3700) के बीच गुणात्मक अंतर है।

मेरी प्राथमिक चिंता TRIMRAID परिदृश्यों में समर्थन से संबंधित है। मेरी समझ में, इसके बावजूद कि 6 साल से अधिक समय से SSDs को उपभोक्ता-ग्रेड कंप्यूटर में पेश किया गया था और 4 साल से NVMe व्यावसायिक रूप से उपलब्ध था - आधुनिक-दिन RAID नियंत्रक अभी भी TRIMसंलग्न SSDs को आदेश जारी करने का समर्थन नहीं करते - इंटेल के RAID नियंत्रकों के अपवाद के साथ RAID-0 मोड में।

मुझे आश्चर्य है कि TRIMसमर्थन RAID -1 मोड में मौजूद नहीं है, जिस तरह से एक दूसरे को दर्पण चलाते हैं, यह सीधा लगता है। लेकिन मैं पीछे हटा।

मैं ध्यान देता हूं कि यदि आप डिस्क (HDD और SSD दोनों) के साथ गलती-सहिष्णुता चाहते हैं, तो आप उन्हें एक RAID कॉन्फ़िगरेशन में उपयोग करेंगे - लेकिन SSDs बिना TRIM के होगा, इसका मतलब है कि उन्हें राइट-एम्प्लिफिकेशन भुगतना पड़ेगा जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त पहनते हैं, जो बदले में समय से पहले SSDs विफल हो जाएगा - यह एक दुर्भाग्यपूर्ण विडंबना है: ड्राइव विफलता से बचाने के लिए बनाया गया एक सिस्टम सीधे इसके परिणामस्वरूप हो सकता है।

इसलिए:

1. क्या TRIMआधुनिक (2015-2016 युग) SSDs के लिए समर्थन आवश्यक है?

   1.1। क्या TRIMएसएटीए, एसएटीए-एक्सप्रेस और एनवीएमई-आधारित एसएसडी के बीच समर्थन की आवश्यकता में कोई अंतर है ?

2. अक्सर निर्मित कचरा-संग्रह में सुधार के रूप में ड्राइव का विज्ञापन किया जाता है; उस की आवश्यकता को कम करता है TRIM? RAID वातावरण में उनकी GC प्रक्रिया कैसे काम करती है?

   1.1। उदाहरण के लिए, इस QA को 2010 से देखें, जिसमें TRIMming ( https://superuser.com/questions/188985/how-badly-do-ssds-degrad-without-trim ) के कारण बहुत बुरा प्रदर्शन गिरावट का वर्णन है - और यह 2015 के लेख से यह मामला बनता है कि TRIM का उपयोग करने की जोरदार सिफारिश की गई है ( http://arstechnica.com/gadgets/2015/04/ask-ars-my-ssd-does-garbage-collection-so-i-dont-need-rim -अच्छा / )। आवश्यकता के लिए इन मजबूत तर्कों पर आपकी क्या प्रतिक्रिया है TRIM?

3. पहले के वर्षों से बहुत सारे लेख और चर्चा एसएलसी बनाम एमएलसी फ्लैश की चिंता करती है और एसएलसी बेहतर है, क्योंकि इसकी उम्र अधिक है - हालांकि यह आज सभी एसएसडी लगता है (जहां भी वे उपभोक्ता-से-एंटरप्राइज़ स्पेक्ट्रम पर बैठते हैं) एमएलसी है thesedays - क्या यह प्रासंगिकता का अंतर है?

   1.1 और टीएलसी फ्लैश के बारे में क्या?

4. एंटरप्राइज़ SSDs में बहुत अधिक धीरज / लेखन-सीमाएँ होती हैं (अक्सर एक दिन में ड्राइव को एक दिन में पूरी तरह से ओवरराइट करने के लिए मापा जा सकता है, 5 साल की अपेक्षित उम्र के दौरान) - यदि उनकी लेखन-चक्र की सीमा बहुत अधिक है (जैसे प्रति दिन 100 पूर्ण लिखते हैं) क्या इसका मतलब यह है कि उन्हें इसकी आवश्यकता नहीं है TRIMक्योंकि वे सीमाएं बहुत अधिक हैं, या - विपरीत - क्या वे सीमाएं केवल उपयोग करने से प्राप्य हैं TRIM?

Comments

जब मैं आपके प्रश्न का उत्तर नहीं दे सकता, तो मुझे लगता है कि इस तथ्य के प्रकाश में विचार किया जाना चाहिए कि हमारा उद्योग मालिकाना हक को खत्म करने के लिए सबसे अच्छा प्रयास कर रहा है, सार्वजनिक क्लाउड प्रदाता सभी एसएसडी की गणना और भंडारण सेवाओं का उपयोग करते हैं, निश्चित रूप से उन्होंने इसे हल किया सॉफ्टवेयर के साथ, इरेज़िंग कोडिंग आदि क्लाउड कंप्यूटिंग नवाचारों ने हार्डवेयर RAID, सिस्को IOS और मालिकाना भंडारण क्षेत्र नेटवर्क जैसी चीज़ों को उजागर किया है, जो खाद्य श्रृंखला के शीर्ष पर किण्वित होने वाली बेकार वस्तुओं के रूप में और वास्तव में नवाचार में बाधा डालते हैं। हार्डवेयर RAID को बड़े पैमाने पर (AWS, Azure, CERN को) नहीं बेचा जा सकता है ....

— Sum1sAdmin

@ Sum1sAdmin सार्वजनिक क्लाउड प्रदाता सभी SSD की गणना और संग्रहण सेवाओं पर अब उपयोग करते हैं। क्या आप कह रहे हैं कि AWS या BlackBlaze केवल SSDs पर डेटा संग्रहीत करते हैं?

— अल

@ अच्छी तरह से नहीं, मैं केवल इस बात की ओर इशारा कर रहा हूं कि ब्लॉक, फाइल, ऑब्जेक्ट और

— एपिसोडिक

मैं वाणिज्यिक और उपभोक्ता के बीच "गुणात्मक अंतर" से पूरी तरह असहमत हूं। मैं आपको आश्वस्त कर सकता हूं कि नंद के विनिर्माण में कोई अंतर नहीं है। निश्चित रूप से विभिन्न निर्माता (सैमसंग बनाम इंटेल) हैं, लेकिन न ही एक विशेष उपभोक्ता विनिर्माण प्रक्रिया है। इसमें निश्चित रूप से फीचर अंतर हैं, लेकिन गुणवत्ता अंतर नहीं।

— जिम बी

ऑप्टाने की बात करें तो हम 2016 में लगभग आधे रास्ते पर हैं और यह कहीं नहीं है ... किसी को भी पता है कि सौदा क्या है?

— जेफ मेडन

Answer 1

आइए एक बार में एक प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास करें:

• क्या TRIM आधुनिक (2015-2016 के युग) SSDs के लिए आवश्यक है?

संक्षिप्त उत्तर: ज्यादातर मामलों में, नहीं। लंबे उत्तर: यदि आप पर्याप्त खाली स्थान (~ 20%) आरक्षित करते हैं, तो भी उपभोक्ता-ग्रेड ड्राइव में आमतौर पर काफी अच्छा प्रदर्शन स्थिरता मूल्य होता है (लेकिन आपको ड्राइव से बचने की आवश्यकता होती है, इसके बजाय, निरंतर लिखता है)। एंटरप्राइज-ग्रेड ड्राइव और भी बेहतर हैं, क्योंकि दोनों में डिफ़ॉल्ट रूप से अतिरिक्त स्थान है और क्योंकि उनके नियंत्रक / फर्मवेयर कॉम्बो को ड्राइव के निरंतर उपयोग की ओर अनुकूलित किया गया है। उदाहरण के लिए, आपके द्वारा संदर्भित S3700 ड्राइव पर एक नज़र डालें: ट्रिमिंग के बिना भी, इसमें बहुत अच्छा लेखन स्थिरता है।

• अक्सर ड्राइव में निर्मित कचरा-संग्रह में सुधार के रूप में विज्ञापित किया जाता है, क्या यह TRIM की आवश्यकता को कम करता है? RAID वातावरण में उनकी GC प्रक्रिया कैसे काम करती है

ड्राइव कचरा कलेक्टर ड्राइव सैंडबॉक्स के अंदर अपना जादू करता है - यह बाहरी वातावरण के बारे में कुछ भी नहीं जानता है। इसका मतलब यह है कि यह (अधिकतर) सरणी के RAID स्तर से अप्रभावित है। उस ने कहा, कुछ RAID स्तर (समता-आधारित एक, मूल रूप से) कभी-कभी (और कुछ विशिष्ट कार्यान्वयन में) लेखन प्रवर्धन कारक को बढ़ाते हैं, इसलिए इसका अर्थ है कि जीसी दिनचर्या के लिए उच्च कार्य।

• पहले के वर्षों से बहुत सारे लेख और चर्चा एसएलसी बनाम एमएलसी फ्लैश की चिंता करती है और एसएलसी बेहतर है, क्योंकि इसकी उम्र अधिक है, हालांकि यह सभी एसएसडी लगता है (उपभोक्ता-एंटरप्राइज़ स्पेक्ट्रम पर वे जहां भी बैठते हैं) एमएलसी थीसिस हैं - क्या यह प्रासंगिकता का भेद है

एसएलसी ड्राइव मूल रूप से उद्यम से गायब हो गए हैं, मुख्य रूप से सैन्य और कुछ औद्योगिक कार्यों के लिए फिर से चलाए जा रहे हैं। चिह्नित उद्यम अब तीन ग्रेड में विभाजित है:

• HMLC / MLCe फ्लैश बेहतर बिन्ड एमएलसी चिप्स के साथ एक है, और कम से कम 25000/30000 को फिर से लिखने के लिए प्रमाणित है;
• 3 डी एमएलसी चिप्स को लगभग 5000-10000 फिर से लिखना चक्र में रेट किया गया है;
• सामान्य प्लानर एमएलसी और 3 डी टीएलसी चिप्स को लगभग 3000 रीराइट साइकल पर रेट किया गया है।

वास्तव में, उपरोक्त फ्लैश प्रकारों में से कोई भी आपको कुल लिखने की क्षमता के साथ प्रदान करना चाहिए और वास्तव में, आप उपरोक्त सभी प्रकारों के साथ एंटरप्राइज़ ड्राइव पा सकते हैं।

एंटरप्राइज और कंज्यूमर ड्राइव के बीच वास्तविक अंतर हैं:

• नियंत्रक / फर्मवेयर कॉम्बो, एंटरप्राइज़ के साथ अप्रत्याशित नियंत्रक बग के कारण मरने के लिए बहुत मुश्किल है;
• पावर-प्रोटेक्टेड राइट कैशे, फ्लैश ट्रांसलेशन लेयर (FTL) के भ्रष्टाचार को रोकने के लिए बेहद जरूरी है, जो फ्लैश पर ही स्टोर होता है।

एंटरप्राइज ग्रेड ड्राइवर बेहतर नियंत्रक और पावर कैपेसिटर के कारण बेहतर होते हैं, बजाय बेहतर फ्लैश के।

• एंटरप्राइज SSDs में बहुत अधिक धीरज / लेखन-सीमाएँ होती हैं (अक्सर एक दिन में ड्राइव को एक दिन में पूरी तरह से ओवरराइट करने के लिए 5 साल की अपेक्षित उम्र में मापा जा सकता है), क्या इससे राइट-एम्प्लिफिकेशन पर कोई चिंता नहीं होती है TRIM नहीं चल रहा है?

जैसा कि ऊपर कहा गया है, एंटरप्राइज़ ग्रेड ड्राइव में बहुत अधिक डिफ़ॉल्ट स्पेयर स्पेस (~ 20%) होता है, जो बदले में, नियमित TRIMs की आवश्यकता को बहुत कम करता है

वैसे भी, एक साइड नोट के रूप में, कृपया कुछ सॉफ़्टवेयर RAID पर विचार करें जो TRIMs का समर्थन करते हैं (किसी ने कहा लिनक्स MDRAID? )

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केवल 35000 चक्र लिखो ?! यह बहुत अधिक की तरह ध्वनि नहीं है। मुझे लगता है कि यह समझ में आता है कि वृद्धि हुई ड्राइव प्रतिस्थापन एसएलसी में समान क्षमता खरीदने से सस्ता है।

— user253751

~ 30000 न्यूनतम गारंटीकृत रीराइट साइकल कुछ भी बुरा नहीं है: 2-बिट-प्रति-सेल नंद पर स्विच द्वारा लाई गई बढ़ी हुई क्षमता के साथ, एमएलसी ड्राइव एसएलसी वालों की तुलना में बहुत सस्ती हैं, जबकि समान धीरज रेटिंग बनाए रखते हैं। इसके अलावा, जिन दिनों में 50-एनएम वर्ग एसएलसी सेल का मूल्यांकन किया गया था> 100000 पुनर्मिलन चक्र शायद चले गए हैं: यहां तक ​​कि एंटरप्राइज़ ड्राइव में 34 / 25nm (या छोटा) वर्ग फ्लैश है, आंतरिक रूप से कम धीरज (जो एसएलसी को भी प्रभावित करता है) के साथ।

— शोडान्शोक

@shodanshok आपका निष्कर्ष है "एक सामान्य RAID नियंत्रक से जुड़े एंटरप्राइज़-ग्रेड (एसएएस) एसएसडी का उपयोग करें और इसके बारे में चिंता न करें" - और यह कि मैं 5 साल में एक प्रदर्शन हिट को नहीं देख पाऊंगा, जिसके लिए ड्राइव ड्राइव किया गया है? और यह कि अन्य उपयोगकर्ताओं द्वारा प्रलेखित प्रदर्शन समस्याएं केवल उपभोक्ता-ग्रेड ड्राइव को प्रभावित करती हैं?

— दाई

@Dai "एंटरप्राइज-ग्रेड" ड्राइव के लिए मेरा मतलब केवल एसएएस एसएसडी नहीं है, बल्कि चयनित एसएटीए एसएसडी को "एंटरप्राइज-ग्रेड" माना जा सकता है। और हां, एंटरप्राइज ड्राइव में बहुत अच्छी परफॉरमेंस कंसिस्टेंसी है, यहां तक ​​कि स्थिर अवस्था में भी (यानी: पूरी तरह से पूर्ण)। इस तरह के ड्राइव के उदाहरण के लिए, यहां देखें । यहां तक ​​कि कुछ उपभोक्ता ड्राइव, जब उदार overprovision के साथ मिलकर, काफी सुसंगत हो सकता है। एक उदाहरण के लिए यहाँ देखें ।

— शोडान्शोक

बिनिंग प्रक्रिया है सिलिकॉन चिप्स के माध्यम से जांच की जाती है और उनकी गुणवत्ता के आधार पर समूहीकृत किया जाता है। तो, उद्यम एमएलसी नंद चिप्स मूल रूप से "बेहतर बनाया", बेहतर परीक्षण किए गए चिप्स हैं।

— शोडान्शोक

Answer 2

TRIM ऐसा कुछ नहीं है जिसके बारे में मैं कभी भी चिंता करता हूँ जब आधुनिक RAID नियंत्रकों पर SSDs का उपयोग किया जाता है। SSDs में सुधार हुआ है, हार्डवेयर RAID नियंत्रक सुविधाओं को इन वर्कलोड के लिए अनुकूलित किया गया है, और धीरज रिपोर्टिंग आमतौर पर जगह में है।

TRIM लोअर एंड SATA ड्राइव्स के लिए है। SAS SSDs के लिए, हमारे पास SCSI अनमैप है, और शायद यही कारण है कि मुझे TRIM की जरूरत नहीं है ...

लेकिन अन्य टिप्पणीकार सही है। सॉफ्टवेयर-डिफाइंड स्टोरेज (एसडीएस) बदल रहा है कि हम एसएसडी का उपयोग कैसे करते हैं। एसडीएस समाधानों में, RAID नियंत्रक अप्रासंगिक हैं। और टीआरआईएम जैसी चीजें कम महत्वपूर्ण हैं क्योंकि एसएसडी निर्दिष्ट भूमिकाएं भर रहे हैं। मुझे लगता है कि निंबले स्टोरेज कैश या ZFS L2ARC और ZIL को पढ़ते हैं ... वे सभी विशिष्ट जरूरतों को पूरा करते हैं और सॉफ्टवेयर संसाधनों को अधिक समझदारी से विकसित कर रहे हैं।

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UNMAP और TRIM ठीक यही काम करते हैं।

— माइकल हैम्पटन

ट्रिम / अनमैप हमेशा आवश्यक होता

— जिम बी

आंतरिक कचरा संग्रह TRIM का कोई विकल्प नहीं है। कोई फर्मवेयर फ़ंक्शन नहीं है जो TRIM क्या करता है उसे प्रतिस्थापित कर सकता है। यह थोड़ा चिंताजनक है कि यहां बहुत सारे उत्तर समझ में नहीं आते हैं कि वास्तव में TRIM क्या करता है और इसकी आवश्यकता क्यों है। इस लेख को देखें जैसे कि arstechnica.com/gadgets/2015/04/…

— Shiv

Answer 3

SSD के साथ RAID स्तर ऊपर एक उत्तर बताता है कि RAID स्तर समता के साथ, RAID 5 की तरह, लेखन प्रवर्धन बढ़ाएँ। व्याख्या करने के लिए वास्तव में एक से अधिक तरीके हैं: एक ड्राइव पर प्रभाव या ड्राइव के सेट पर प्रभाव।

कोई अतिरेक की तुलना में, RAID 5 सेट में लिखते हैं क्योंकि यह चेकसम समता जोड़ता है। RAID 0 सरणी की (n-1) ड्राइव की तुलना में, n ड्राइव के साथ RAID 5 सरणी के प्रति ड्राइव प्रभाव कुछ भी नहीं है। एन ड्राइव में से प्रत्येक के रूप में कई लिखता है प्राप्त करता है। RAID 5 सेट में 1 / (n-1) अतिरिक्त लिखता है। RAID 1 और RAID 10 हालांकि, सेट में 100% अतिरिक्त लिखते हैं, क्योंकि एक एसएसडी को लिखा गया सब कुछ उसके दर्पण को लिखा जाता है।

तो, RAID 5 सेट बनाम RAID 10 सेट के साथ ड्राइव के समान संख्या के साथ लिखने के संदर्भ में, RAID 5 सेट में SSDs कम लिखते हैं। और यह तब भी सही रहता है जब आप प्रयोग करने योग्य क्षमता को बराबर करने के लिए RAID 10 सेट में SSDs की संख्या बढ़ाते हैं।

Answer 4

शोडांसशोक ने यहां वास्तविक उत्तर को छुआ। यदि आप अतिरिक्त स्थान, "अति-प्रावधान", अपने SSD के धीरज और लिखने की निरंतरता दोनों को समय के साथ सुधारते हैं, और TRIM समर्थन की कमी ज्यादातर अप्रासंगिक हो जाती है। यह निर्धारित करते हुए कि अतिरिक्त स्थान को एक नए SSD के साथ शुरू करते हुए पूरी क्षमता से कम विभाजन के रूप में किया जा सकता है। अधिकतर इन-ड्राइव कंट्रोलर ने कभी भी स्पेस को आरक्षित स्थान के समान उपयोग नहीं किया है और इस तरह से लेखन प्रवर्धन को काफी कम कर दिया है। बूट और OS के लिए, 10% आरक्षित स्थान संभवतः पर्याप्त है। उन ड्राइव के लिए जिन्हें अक्सर लिखा जाता है, उस स्थान को बढ़ाएं।