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??es una soluci¨®n pionera de administraci¨®n de flash que incluye el software Purity y los m¨®dulos DirectFlash, ambos componentes que se pueden actualizar de forma independiente y sin interrupciones.

As¨ª funciona, por qu¨¦ es diferente y por qu¨¦ lo necesita.

Descripci¨®n general del almacenamiento flash

La memoria flash, inventada por Toshiba en 1980, tambi¨¦n conocida como almacenamiento flash, es un tipo de memoria no vol¨¢til (lo que significa que no requiere una fuente de alimentaci¨®n continua) que se puede borrar y reprogramar electr¨®nicamente.

Los dos tipos principales de memoria flash

Hay dos tipos principales de memoria flash, NOR y NAND, que difieren a nivel de circuito seg¨²n el tipo de puerta l¨®gica que est¨¦n usando. Actualmente, el flash NAND representa m¨¢s del 95 % del mercado de memorias flash y se utiliza en casi todos los dispositivos flash no incorporados.

Dentro de la categor¨ªa NAND, hay varios tipos de memoria, clasificados en funci¨®n de la cantidad de bits almacenados por celda de memoria, entre ellos:

• SLC: Un bit (¨²nico) por celda
• MLC: Dos (o varios) bits por celda
• TLC: Tres bits por celda
• QLC: Cuatro bits (cuadrados) por celda

?Qu¨¦ es el almacenamiento del m¨®dulo DirectFlash (DFM)?

DirectFlash es un m¨®dulo flash dise?ado por É«¿Ø´«Ã½ que permite que las matrices basadas ¨ªntegramente en tecnolog¨ªa flash se comuniquen directamente con el almacenamiento flash en bruto. El enfoque hol¨ªstico de É«¿Ø´«Ã½ para desarrollar sistemas basados ¨ªntegramente en tecnolog¨ªa flash implica aprovechar flash ¡°sin procesar¡± para desarrollar nuestros m¨®dulos DirectFlash, en lugar de confiar en la compra de unidades de estado s¨®lido (SSD) de productos b¨¢sicos. Al hacer esto, obtenemos nuestro flash en un punto diferente en la cadena de suministro de otros proveedores de matrices de estado s¨®lido. Pero los beneficios de DirectFlash son mucho m¨¢s que solo una mejor econom¨ªa de la cadena de suministro.

Otras matrices h¨ªbridas o basadas ¨ªntegramente en tecnolog¨ªa flash que utilizan SSD est¨¢ndar de productos b¨¢sicos hablan con sus unidades flash de la misma manera que lo har¨ªan con un disco duro heredado: como un conjunto contiguo de bloques id¨¦nticos.

Los discos duros ten¨ªan pistas y sectores, y colocar todos esos sectores de principio a fin era la forma en que se obtuvo una larga lista de bloques. Las SSD replican esta misma geometr¨ªa al integrar sistemas complejos entre el sistema y el flash, llamado capa de traducci¨®n flash (FTL).

DirectFlash utiliza un enfoque diferente que habla directamente sobre la memoria flash, lo que maximiza las capacidades de flash y proporciona un mejor rendimiento, utilizaci¨®n de la energ¨ªa y eficiencia.

Espec¨ªficamente, DirectFlash ofrece:

• Administraci¨®n de medios a nivel del sistema, a diferencia del nivel de la unidad, lo que significa que las unidades funcionan en conjunto con el sistema en s¨ª, lo que permite que el sistema:
  • Tome decisiones de ubicaci¨®n de datos m¨¢s inteligentes?basadas en un contexto m¨¢s amplio.
  • Comprenda la actividad del sistema desde el nivel de bloque, archivo u objeto?hasta una celda flash individual.? ??
  • Maximice la eficiencia?mediante la distribuci¨®n de datos de maneras optimizadas para los medios, evitando la amplificaci¨®n de la escritura y aumentando la resistencia.
  • Evite el trabajo duplicado?centralizando funciones como la recolecci¨®n de basura, la conservaci¨®n y la nivelaci¨®n de desgaste.
• Reducci¨®n de los costos generales de medios al eliminar los esfuerzos y procesos duplicados que ocurren en cada unidad en un sistema tradicional. Los sistemas a escala de petabytes que aprovechan las SSD pueden tener terabytes de DRAM en las unidades mismas, ni siquiera en la memoria del sistema, para mantener sus mapeos de FTL y metadatos individuales. Cada unidad tambi¨¦n contiene su propio espacio libre sobreaprovisionado que es necesario para la administraci¨®n de medios por parte del FTL. Cada uno de estos componentes representa un costo adicional que, a medida que aumentan los tama?os de las unidades, representar¨¢ una parte cada vez mayor del costo total de los medios. El costo por bit de DRAM no ha mejorado en los ¨²ltimos a?os, por lo que el uso eficiente de DRAM se volver¨¢ cada vez m¨¢s cr¨ªtico.
• Mayor confiabilidad del m¨®dulo al fallar a una tasa mucho m¨¢s baja (tres o cuatro veces) en comparaci¨®n con las SSD, principalmente debido a la ejecuci¨®n m¨¢s simple del firmware.

Descubra c¨®mo los m¨®dulos DirectFlash impulsan la eficiencia: La infraestructura de TI eficiente ahorra m¨¢s que solo costos de energ¨ªa

C¨®mo funcionan las unidades de estado s¨®lido

Una SSD est¨¢ compuesta por chips flash NAND, tambi¨¦n conocidos como troqueles flash NAND, y cada troquel se divide en elementos m¨¢s peque?os llamados bloques, que est¨¢n compuestos por p¨¢ginas.

Sin embargo, los bloques flash no admiten sobrescrituras aleatorias. Una vez que se escribe una p¨¢gina con datos, se debe borrar todo el bloque antes de que se puedan escribir nuevos datos. Al mismo tiempo, cada SSD est¨¢ dise?ado para admitir una interfaz del sector de discos compatible con versiones anteriores.

?Qu¨¦ es la capa de traducci¨®n flash (FTL)?

Esta contradicci¨®n se resuelve al tener algo en el firmware conocido como ¡°capa de traducci¨®n flash¡± o FTL, que implementa una interfaz del sector de discos virtuales que le permite escribir datos en diferentes p¨¢ginas flash, independientemente del bloque l¨®gico para el que se destinaron los datos. FTL lleva un registro de todos estos metadatos de mapeo en su propia memoria y almacenamiento de metadatos.

Pero, debido a que ahora est¨¢ escribiendo nuevas versiones de datos en diferentes p¨¢ginas flash, eventualmente acumula datos en esos bloques que podr¨ªan considerarse ¡°basura¡± porque los datos han sido sobrescritos o eliminados l¨®gicamente.

C¨®mo funciona la recolecci¨®n de basura en SSD

Para recuperar esta capacidad f¨ªsica, un proceso de ¡°recopilador de basura¡± en el firmware de la unidad toma los datos que a¨²n son v¨¢lidos y los mueve a una nueva ubicaci¨®n para que luego pueda borrar todo el bloque que contiene los datos ¡°detonados¡±. Para que este colector de basura funcione, cada unidad necesita memoria flash adicional, lo que se conoce como ¡°espacio sobreaprovisionado¡±, y cada evento de recolecci¨®n de basura consume uno de los n¨²meros finitos de ciclos de borrado/programa flash. La cantidad de escrituras f¨ªsicas en la unidad que consume cada escritura l¨®gica se conoce como ¡°amplificaci¨®n de la escritura¡±.

El sobreaprovisionamiento y la amplificaci¨®n de la escritura provocan un desgaste prematuro y una vida ¨²til m¨¢s corta del SSD. Tambi¨¦n hay impactos en el rendimiento de este dise?o porque cada vez que uno de estos troqueles flash realiza la recolecci¨®n de basura, las lecturas o escrituras no estar¨¢n disponibles a partir de ese troquel. Por lo tanto, el rendimiento de la SSD fluct¨²a de manera impredecible a medida que el recopilador de basura se vuelve m¨¢s o menos activo.

Lo que hace que esto sea a¨²n m¨¢s desafiante es que las SSD no tienen forma de comunicar esta actividad de recolecci¨®n de basura al sistema al que acceden. M¨¢s bien, el SSD tiene que mantener la ilusi¨®n de que es como un disco duro. A medida que aumenta la cantidad de bits por celda en flash NAND, estas inconsistencias de rendimiento solo empeoran, ya que los ciclos de programa/borrado tardan cada vez m¨¢s, lo que lleva a per¨ªodos m¨¢s largos de inaccesibilidad de datos.

Las ventajas de usar DirectFlash

DirectFlash adopta un enfoque diferente para la administraci¨®n de medios flash. En lugar de desaprovisionar cada SSD para que realice su propio nivelaci¨®n de desgaste, recolecci¨®n de basura y sobreaprovisionamiento, el sistema operativo Purity realiza estas funciones en software a nivel de matriz. Esto significa que cada m¨®dulo DirectFlash es m¨¢s simple que un disco de estado s¨®lido tradicional, ya que solo tiene que proporcionar acceso a los medios en s¨ª y manejar tareas de se?alizaci¨®n y datos de bajo nivel.

Obtenga m¨¢s informaci¨®n sobre c¨®mo DirectFlash pone fin a las unidades de disco duro (HDD).

Los beneficios que esto ofrece son numerosos:

• Densidad y eficiencia mejoradas.?Nuestros m¨®dulos DirectFlash (DFM) ofrecen una densidad de almacenamiento de dos a tres veces mejor y consumen de un 39 % a un 54 % menos de vatios por terabyte que nuestros competidores m¨¢s cercanos en la actualidad. Los DFM de É«¿Ø´«Ã½ no emulan los HDD mec¨¢nicos, lo que permite que los medios flash basados en silicio se administren de manera ¨®ptima de una manera que mejora significativamente el rendimiento, la densidad de almacenamiento, la capacidad efectiva, la resistencia de los medios y el costo por TB utilizable en relaci¨®n con los SSD COTS. É«¿Ø´«Ã½ est¨¢ enviando DFM de 48TB hoy, agregar¨¢ DFM de 75TB m¨¢s adelante este a?o, agregar¨¢ DFM de 150TB en un plazo de 18 meses y est¨¢ planificando DFM de 300TB para 2026. M¨¢s informaci¨®n.
• Colocaci¨®n inteligente de datos. En lugar de que cada SSD tome decisiones sobre la colocaci¨®n de datos y la administraci¨®n de medios en un vac¨ªo, Purity conoce todas las tareas del sistema programadas y en curso, como la actividad de E/S actual, las operaciones de reducci¨®n de datos, los ciclos de recolecci¨®n de basura pendientes y la carga de trabajo y el estado generales de la matriz. Esto permite que Purity tome decisiones de ubicaci¨®n y programaci¨®n mucho m¨¢s inteligentes de lo que podr¨ªa hacer una sola unidad por s¨ª sola.
• Al tomar decisiones de ubicaci¨®n de datos m¨¢s inteligentes, los datos de per¨ªodos de vida esperados similares pueden ubicarse conjuntamente en los mismos bloques para minimizar las instancias en las que algunos datos en bloques est¨¢n ¡°marcados con tormentas¡±, mientras que otras p¨¢ginas siguen siendo v¨¢lidas. Purity sabe si ciertas p¨¢ginas forman parte del mismo archivo u objeto o provienen del mismo sistema host, por lo que al agrupar esas p¨¢ginas en bloques similares cuando se elimina ese archivo u objeto, se puede liberar todo el bloque a la vez, sin volver a escribir otros datos en vivo y sin causar amplificaci¨®n de la escritura.
• Superan y duran m¨¢s. Al no realizar recolecci¨®n de basura y no causar amplificaci¨®n de la escritura, los m¨®dulos DirectFlash superan y superan a sus contrapartes de productos b¨¢sicos. Menos escrituras significa menos desgaste y, por lo tanto, una vida ¨²til m¨¢s prolongada. Menos escrituras tambi¨¦n significa que hay m¨¢s ciclos de E/S disponibles para prestar servicio a la E/S del cliente ¡°real¡±. Y como Purity conoce la actividad actual de E/S y tiene visibilidad de todo el sistema, nunca se sorprende con uno de estos ciclos de programa/borrado que bloquea el acceso a los datos. En el peor de los casos, Purity puede simplemente reconstruir esos datos a partir de la paridad en lugar de esperar a que finalice un ciclo de programa/borrado. Esto reduce significativamente la latencia del peor caso de nuestros sistemas, incluso cuando se usa flash QLC.
• Mejoran con el tiempo. Debido a que realizamos todas estas tareas de administraci¨®n de medios en software, podemos mejorar este software con el tiempo. Todos los sistemas de É«¿Ø´«Ã½ conectados a Internet llaman de forma segura a los datos de telemetr¨ªa dom¨¦stica y, dado que tenemos un conocimiento profundo sobre la salud y la actividad de la memoria flash subyacente, agregamos y analizamos estos datos para mejorar la forma en que funciona nuestro software en el mundo real. Esto significa que, con el tiempo, la confiabilidad y el rendimiento de nuestros sistemas pueden mejorar con actualizaciones de software regulares.
• Son m¨¢s simples y confiables. Debido a que realizamos todas estas actividades a nivel de matriz en software, nuestros m¨®dulos DirectFlash no necesitan controladores complejos y grandes cantidades de RAM para hacer todo este trabajo por su cuenta. Por lo tanto, nuestros m¨®dulos son m¨¢s simples y, por lo tanto, m¨¢s confiables, adem¨¢s de ser m¨¢s eficientes. Tambi¨¦n podemos escalar el tama?o de nuestras unidades con avances en la tecnolog¨ªa de fabricaci¨®n flash NAND, sin necesidad de aumentar la complejidad o el costo de las unidades.

Esto significa para los clientes sistemas que tienen m¨¢s rendimiento, de manera m¨¢s consistente y m¨¢s confiabilidad y longevidad que otros sistemas h¨ªbridos o basados ¨ªntegramente en tecnolog¨ªa flash dise?ados en torno a SSD.

É«¿Ø´«Ã½ se fund¨® en torno a la creencia de que el futuro del centro de datos era flash, y hemos desarrollado nuestra tecnolog¨ªa DirectFlash para hacer realidad esta visi¨®n. Creemos que la mejor manera de crear sistemas basados ¨ªntegramente en tecnolog¨ªa flash es construir el sistema desde cero para los sistemas basados ¨ªntegramente en tecnolog¨ªa flash. Eso significa eliminar las partes del sistema dise?adas en torno a interfaces y paradigmas heredados y permitir que la tecnolog¨ªa realmente brille.

?Quiere aprovechar la tecnolog¨ªa DirectFlash en su centro de datos? Consulte nuestro paquete de soluciones de almacenamiento basado ¨ªntegramente en tecnolog¨ªa flash hoy mismo.