Каково текущее состояние (2016) твердотельных накопителей в RAID?

В Интернете доступно множество ресурсов, в которых обсуждается использование SSD-накопителей в конфигурациях RAID - однако они в основном датируются несколькими годами, а экосистема SSD очень быстро развивается - именно так, как мы ожидаем выпуск продукта Intel "Optane" в конце этого года. который изменит все... снова.

Я предвожу свой вопрос, утверждая, что между потребительскими твердотельными накопителями (например, Intel 535) и твердотельными накопителями (дата-центр) (например, Intel DC S3700) есть качественная разница.

Моя основная задача связана с TRIM поддержка в сценариях RAID. Насколько я понимаю, несмотря на то, что прошло более 6 лет с тех пор, как твердотельные накопители были внедрены в компьютеры потребительского уровня, и 4 года с тех пор, как NVMe был коммерчески доступен - современные RAID-контроллеры все еще не поддерживают выпуск TRIM команды на подключенные твердотельные накопители - за исключением RAID-контроллеров Intel в режиме RAID-0.

Я удивлен, что TRIM поддержка отсутствует в режиме RAID-1, учитывая то, как диски отражают друг друга, это кажется простым. Но я отвлекся.

Отмечу, что если вы хотите отказоустойчивости дисков (как HDD, так и SSD), вы должны использовать их в конфигурации RAID - но поскольку SSD будут без TRIM, это означает, что они будут подвергаться усилению записи, что приводит к дополнительному износу, который в свою очередь, это приведет к преждевременному выходу из строя твердотельных накопителей - и это прискорбная ирония: система, предназначенная для защиты от отказа диска, может в конечном итоге привести к ее повреждению.

Так:

  1. Является TRIM поддержка необходима для современных (эпоха 2015-2016) твердотельных накопителей?

    1.1. Есть ли разница в необходимости TRIM поддержка между SATA, SATA-Express и твердотельными накопителями на базе NVMe?

  2. Часто приводы рекламируются как улучшенная встроенная сборка мусора; это устраняет необходимость TRIM? Как их процесс GC работает в средах RAID?

    1.1. Например, посмотрите этот QA от 2010 года, который описывает довольно плохое снижение производительности из-за не-TRIMming ( https://superuser.com/questions/188985/how-badly-do-ssds-degrade-without-trim) - и это В статье за ​​2015 год настоятельно рекомендуется использовать TRIM ( http://arstechnica.com/gadgets/2015/04/ask-ars-my-ssd-does-garbage-collection-so-i-dont-need-trim-right/). Каков ваш ответ на эти веские аргументы в пользу необходимости TRIM?

  3. Многие статьи и обсуждения предыдущих лет касаются флэш-памяти SLC и MLC, а также того, что SLC предпочтительнее из-за гораздо более продолжительного срока службы - однако сегодня все твердотельные накопители (независимо от того, где они находятся в спектре от потребителя к предприятию) являются MLC. Thesesays - это различие актуальности больше?

    1.1 А что на счет TLC flash?

  4. Корпоративные твердотельные накопители, как правило, имеют гораздо более высокие пределы выносливости / записи (часто измеряемые тем, сколько раз вы можете полностью перезаписать диск за день, в течение ожидаемого срока службы диска 5 лет) - если их предел цикла записи очень высок (например, 100 полных записей в день) означает ли это, что им не нужно TRIM вообще, потому что эти пределы настолько высоки, или, наоборот, эти пределы достижимы только при использовании TRIM?

Источник

4 ответа

Попробуем ответить на один вопрос за раз:

  • Нужна ли поддержка TRIM для современных (эра 2015-2016) твердотельных накопителей?

Краткий ответ: в большинстве случаев нет. Длинный ответ: если вы зарезервируете достаточно свободного места (~20%), даже диски потребительского уровня обычно имеют достаточно хорошие значения согласованности производительности (но вам следует избегать дисков, которые вместо этого дросселируют устойчивые записи). Диски корпоративного уровня еще лучше, поскольку они по умолчанию занимают больше свободного места, а их комбинация контроллера и встроенного ПО оптимизирована для непрерывного использования диска. Например, взгляните на привод S3700, на который вы ссылались: даже без обрезки он имеет очень хорошую согласованность записи.

  • Часто объявляются диски с улучшенной встроенной сборкой мусора, устраняет ли это необходимость в TRIM? Как их процесс GC работает в средах RAID

Сборщик мусора накопителя работает в песочнице накопителя - он ничего не знает о внешней среде. Это означает, что на него (в основном) не влияет уровень RAID массива. Тем не менее, некоторые уровни RAID (в основном на основе четности) могут иногда (и в некоторой конкретной реализации) увеличивать коэффициент усиления записи, что, в свою очередь, означает более высокую работу для подпрограмм GC.

  • Многие статьи и обсуждения предыдущих лет касаются флэш-памяти SLC против MLC и того, что SLC предпочтительнее из-за гораздо более продолжительного срока службы, однако кажется, что все твердотельные накопители (независимо от того, где они находятся в спектре от потребителя к предприятию) - это MLC. - это различие актуальности больше

Диски SLC в основном исчезли с предприятия, будучи отнесены в основном к военным и некоторым промышленным задачам. Предприятие с пометкой теперь делится на три сорта:

  • Вспышка HMLC/MLCe - это микросхема MLC с лучшими бинами, сертифицированная для выдерживания не менее 25000/30000 циклов перезаписи;
  • Чипы 3D MLC рассчитаны на 5000-10000 циклов перезаписи;
  • обычные планарные микросхемы MLC и 3D TLC рассчитаны на 3000 циклов перезаписи.

На самом деле, любой из вышеперечисленных типов флэш-памяти должен обеспечивать достаточную общую емкость записи, и на самом деле вы можете найти корпоративные диски со всеми вышеперечисленными типами флэш-памяти.

Реальное различие между предприятиями и потребителями:

  • комбо контроллера / прошивки, с жесткими дисками предприятия умирать из-за неожиданной ошибки контроллера;
  • защищенный от записи кэш-память, чрезвычайно важная для предотвращения повреждения слоя трансляции Flash (FTL), который хранится на самой флэш-памяти.

Драйверы корпоративного уровня лучше в основном благодаря своим контроллерам и конденсаторам питания, а не благодаря лучшей вспышке.

  • Корпоративные твердотельные накопители, как правило, имеют гораздо более высокие пределы выносливости / записи (часто измеряемые тем, сколько раз вы можете полностью перезаписать диск в день в течение ожидаемого 5-летнего срока службы диска), устраняет ли это какие-либо опасения по поводу усиления записи, вызванные не работает TRIM?

Как указывалось выше, диски корпоративного уровня имеют гораздо больше свободного места по умолчанию (~20%), что, в свою очередь, значительно снижает потребность в регулярных TRIM

В любом случае, обратите внимание на некоторые программные RAID-массивы, которые поддерживают TRIM (кто-то сказал, что Linux MDRAID?)

Источник

TRIM - это не то, о чем я когда-либо беспокоюсь, когда использую SSD на современных RAID-контроллерах. Усовершенствованы твердотельные накопители, функции аппаратного RAID-контроллера оптимизированы для этих рабочих нагрузок, а отчеты о выносливости обычно присутствуют.

TRIM для дисков нижнего уровня SATA. Для SAS SSD у нас есть SCSI unmap, и, возможно, именно поэтому я не сталкиваюсь с потребностями TRIM...

Но другой комментатор прав. Программно-определяемое хранилище (SDS) меняет то, как мы используем твердотельные накопители. В решениях SDS контроллеры RAID не имеют значения. И такие вещи, как TRIM, как правило, менее важны, потому что твердотельные накопители выполняют указанные роли. Я имею в виду кэш-память чтения Nimble или ZFS L2ARC и ZIL... Все они отвечают определенным потребностям, а программное обеспечение более разумно использует ресурсы.

Источник

Уровни RAID с SSD Ответ выше предполагает, что уровни RAID с четностью, как RAID 5, увеличивают усиление записи. На самом деле существует несколько способов интерпретации этого: влияние на один диск или влияние на набор дисков.

По сравнению с отсутствием избыточности, RAID 5 добавляет записи в набор, поскольку добавляет четность контрольной суммы. По сравнению с массивом RAID 0 (n-1), влияние массива RAID 5 с n дисками на диск является ничем. Каждый из n дисков получает столько же записей. RAID 5 добавляет 1/(n-1) дополнительные записи в набор. RAID 1 и RAID 10, однако, добавляют на набор 100% дополнительных записей, поскольку все данные, записанные на одном SSD, записываются на его зеркало.

Таким образом, с точки зрения записи в набор RAID 5 по сравнению с набором RAID 10 с тем же числом дисков, твердотельные накопители в наборе RAID 5 будут получать меньше записей. И это остается верным, даже если вы увеличите количество SSD в RAID 10, установленном для выравнивания полезной емкости.

Источник

Здесь настоящий шоданшок затронул реальный ответ. Если вы зарезервируете дополнительное пространство, "переполнение", устойчивость вашего SSD и согласованность производительности записи со временем будут улучшены, а отсутствие поддержки TRIM станет в основном неактуальным. Резервировать это дополнительное пространство можно так же просто, как, начиная с нового твердотельного накопителя, с разделением меньше, чем полная емкость. Большинство встроенных контроллеров обрабатывают никогда не использованное пространство так же, как зарезервированное пространство и, таким образом, значительно уменьшают усиление записи. Для загрузки и ОС, вероятно, достаточно 10% зарезервированного пространства. Для дисков, которые часто перезаписываются, увеличьте это пространство.

Источник
Другие вопросы по тегам