🧘🏾 💇🏽 🤰 IBM FlashSystem 900 के अंदर 💄 🤱🏻 🌎

IBM FlashSystem परिवार, फ्लैश प्रौद्योगिकी में $ 1 बिलियन के विकास और निवेश के वर्षों का परिणाम है। AFAs की आंतरिक संरचना अक्सर सबसे कठिन व्यापार रहस्य है। निर्माता, एक नियम के रूप में, विपणन पर ध्यान केंद्रित करते हैं (कितनी तेजी से डेटा संसाधित किया जाएगा, लिखना / पढ़ना गति, विश्वसनीयता), लेकिन वे सिस्टम की संरचना के विवरण का खुलासा नहीं करते हैं।

इतनी देर पहले नहीं, आईबीएम ने अपने FlashSystem 900 के घटकों पर विचार करने का अवसर प्रदान किया, जो एक स्टैंडअलोन डिवाइस के रूप में काम करता है और यादृच्छिक रीड / राइट के लिए 1 मिलियन / 600,000 IOPS प्रदान करता है और अनुक्रमिक पढ़ने / लिखने के लिए 10.5 / 4.5 Gb / s I / O प्रदान करता है। FlashSystem 900 भी एक ही IBM, FlashSystem V9000 और A9000 AFAs से अधिक बड़ी प्रणालियों में एक घटक के रूप में काम करता है। इसलिए, फ्लैशसिस्टम 900 से परिचित होना आपको एक घटक और इन घटकों से निर्मित एक बड़ी प्रणाली के बीच अंतर को देखने की अनुमति देता है।

फ्लैश सरणियों का विकास

पिछले कुछ वर्षों में फ्लैश सरणियाँ विकसित हुई हैं, लेकिन उन्होंने पारंपरिक एसएसडी के उपयोग के साथ मानक 2.5-इंच के फॉर्म फैक्टर के साथ शुरुआत की, जो HDD ड्राइव के लिए डिज़ाइन किए गए स्टोरेज सिस्टम से जुड़े थे। एसएसडी का उपयोग करने से एचडीडी की तुलना में सिस्टम को काफी तेज करने की अनुमति मिलती है। लेकिन इससे समस्या पूरी तरह से हल नहीं हुई, अड़चनें बस सरणी के अन्य घटकों (RAID नियंत्रक या नेटवर्क इंटरफ़ेस) में भटक गईं।

फ्लैश सरणियों के अग्रदूतों ने तेजी से आंतरिक घटकों और अनुकूलित डेटा ट्रांसफर चैनलों के साथ अनुकूलित एसएसडी उपकरणों को विकसित करना शुरू कर दिया, जबकि डेटा केंद्रों की जरूरतें केवल बढ़ रही थीं। अधिकांश एएफए निर्माता अभी भी 2.5 एसएसडी का उपयोग करते हैं। 2.5 SSDs पर आधारित नवीनतम AFAs उपयोगकर्ताओं को उच्च प्रदर्शन और गलती सहिष्णुता प्रदान करते हैं, लेकिन कारखाने के फर्मवेयर के कारण ऐसे SSD की क्षमता सीमित होती है।

अन्य निर्माताओं, जैसे IBM, XtremIO (EMC), और वायलिन, ने विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए फ़्लैश मॉड्यूल का उपयोग करके अपने AFAs बनाए हैं। ये नए उत्पाद नंद को नियंत्रित करने की क्षमता प्रदान करते हैं, जो बदले में आपको डेटा घनत्व, प्रदर्शन, स्थायित्व और अर्थव्यवस्था को नियंत्रित करने की क्षमता प्रदान करता है।

IBM FlashSystem 900

FlashSystem 900 एक 2U चेसिस है जो 12 हॉट-स्वैपेबल माइक्रोएलेटेंसी मॉड्यूल को समायोजित करता है, जैसा कि नीचे की छवि में दिखाया गया है। इसके अलावा, सिस्टम में दो बड़ी लिथियम-आयन बैटरी (बाएं) हैं जो मुख्य बिजली स्रोत की विफलता की स्थिति में रिकॉर्डिंग प्रक्रिया को पूरा करने के लिए पर्याप्त शक्ति प्रदान करती हैं। बैटरियां सरणी को सही ढंग से और बिना किसी डेटा हानि के बंद करने के लिए पर्याप्त शक्ति प्रदान करती हैं।

प्रत्येक MicroLatency मॉड्यूल में 1.2 टीबी, 2.9 टीबी या 5.7 टीबी फ्लैश मेमोरी हो सकती है। बदले में, सिस्टम एक मॉड्यूल के माध्यम से डेटा रिकॉर्ड करता है। मॉड्यूल में से एक की विफलता की स्थिति में अधिकतम डेटा सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए मॉड्यूल खुद को RAID 5 में कॉन्फ़िगर किया गया है। दो-आयामी समता नियंत्रण योजना बनाने के लिए आईबीएम अपने स्वयं के फ्लैश-स्तर RAID चर पथ का उपयोग करता है।

प्रत्येक MicroLatency मॉड्यूल में Xilinx Kintex-7 FDA के साथ एक दोहरी PCB डिज़ाइन है। प्रत्येक सर्किट बोर्ड में चार FPGAs हो सकते हैं, लेकिन FPGAs की संख्या मॉड्यूल के घनत्व के आधार पर भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, 1.2 टीबी मॉड्यूल एकल सर्किट बोर्ड पर केवल एक एफपीजीए का उपयोग करेगा। मल्टी-एफपीजीए आर्किटेक्चर का उपयोग आईबीएम को प्रदर्शन और शक्ति को रैखिक रूप से मापने की अनुमति देता है।

बोर्ड के पीछे एक करीब से देखने पर बाईं ओर दो PCIe 3.0 x2 कनेक्शन दिखाई देते हैं। ये स्लॉट होस्ट से कनेक्ट करने और IBM द्वारा पेटेंट किए गए सीरियल प्रोटोकॉल का उपयोग करके संवाद करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। प्रोटोकॉल एनवीएम एक्सप्रेस के समान लाभ प्रदान करता है: कम प्रोसेसर लोड, विलंबता, बेहतर प्रदर्शन। प्रॉपराइटरी प्रोटोकॉल अंत-टू-एंड रूटिंग के साथ एक हार्डवेयर-त्वरित डेटा पथ का उपयोग करता है जिससे रुकावट जैसी देरी का कारण बनता है।

प्रत्येक FPGA के पास LBA प्रबंधन के लिए अपना DRAM है, और IBM भी उपयोगकर्ता डेटा को कैश करने के लिए DRAM का उपयोग करता है।
अधिकांश SSDs DRAM में उपयोगकर्ता डेटा को कैश नहीं करते हैं, लेकिन सिस्टम-लेवल पावर लॉस (बैटरी के माध्यम से) की सुरक्षा के लिए दृष्टिकोण आईबीएम को कई फायदे प्रदान करता है। FlashSystem 900 में उपयोग किए जाने वाले व्यक्तिगत SSD को विशेष कैपेसिटर की आवश्यकता नहीं होती है जो साधारण 2.5-इंच SSD का उपयोग करते हैं। इससे कंपनी परियोजना में अधिक फ्लैश मेमोरी पैक कर सकती है। कम संधारित्र विफलता और सॉफ्टवेयर जटिलता के संभावित बिंदुओं को भी कम करते हैं।

कई कैपेसिटर अभी भी फ्लैश मेमोरी पैकेट के बीच स्थित हैं, लेकिन उनका उपयोग वोल्टेज ड्रॉप से निपटने के लिए किया जाता है जब सिस्टम एक ही समय में कई नंद पैकेटों को लिखता है।

आईबीएम ने फोर्टिसफ्लैश नंद का लाभ उठाने के लिए माइक्रोन के साथ एक रणनीतिक साझेदारी की है, जो अनुकूलन योग्य है और उन्नत सिस्टम प्रोग्रामिंग क्षमताओं को प्रदान करता है। यह आईबीएम को उम्र और स्वास्थ्य के आधार पर अपने पूरे नंद जीवन में प्रत्येक इकाई की कोर प्रोग्रामिंग को गतिशील रूप से बदलने की अनुमति देता है। माइक्रोन ने बताया कि उचित कॉन्फ़िगरेशन के साथ, फोर्टिसफ्लैश नंद एमएलसी 10,000 तक फिर से लिखना चक्र (मानक 3,000-चक्र की रेटिंग से तीन गुना से अधिक) की पेशकश कर सकता है।

ECC की कई अलग-अलग किस्में हैं, जैसे BCH और LDPC, और प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं। एएफए विक्रेता जो 2.5 इंच एसएसडी का उपयोग करते हैं, वे ईसीसी तक सीमित हैं, वे केवल निर्माता-स्थापित एसएसडी ड्राइव का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन कस्टम डिजाइन कस्टम ECC एल्गोरिदम का उपयोग करने के लिए लचीलापन प्रदान करता है।

आईबीएम ने अपना ECC एल्गोरिथम विकसित किया है। यह कार्यान्वयन BCH के बीच उतार-चढ़ाव करता है, जो एक गहन विधि है, लेकिन सीमित त्रुटि सुधार क्षमता है, और LDPC, जो त्रुटि सुधार प्रक्रिया के दौरान अत्यधिक रिकॉर्डिंग प्रवर्धन से गुजर सकता है (इस प्रकार पहनने के प्रतिरोध को कम करता है)। आईबीएम का मानना है कि कस्टम "एक बार पढ़ा" त्रुटि सुधार दोनों तरीकों में से सबसे अच्छा शामिल है।

आईबीएम गर्मी अलगाव का भी उपयोग करता है, जो गर्म और ठंडे डेटा का पता लगाता है और फिर उन्हें पहनने को कम करने के लिए जोड़ती है। कंपनी गतिशील रूप से प्रत्येक सेल के संभावित ओवरराइट की शेष संख्या को ट्रैक करती है, इसलिए शायद ही कभी "ठंडा" डेटा पुराने एनएएनडी कोशिकाओं में संग्रहीत किया जाता है। जिसके कारण पहनने का प्रतिरोध बना रहता है। आईबीएम का दावा है कि थर्मल इन्सुलेशन में धीरज 49 प्रतिशत बढ़ जाता है, और चयनात्मक वियर लेवलिंग (नंद स्वास्थ्य पर आधारित) के अलावा धीरज 57 प्रतिशत बढ़ जाता है।

प्रत्येक 2U चेसिस में उपलब्ध गर्म swappable बैटरी के सामने के पैनल के ठीक पीछे दो निरर्थक बिजली की आपूर्ति शामिल है। प्रणाली में दो बड़े ब्लॉक कनस्तरों (बाएं) में स्थित चार हॉट-स्वैपेबल मॉड्यूलर प्रशंसक हैं। उनमें से प्रत्येक के शीर्ष पर I / O पोर्ट्स (फाइबर चैनल, iSCSI और FCoE रेंज) की संख्या है, जो हॉट-स्वैपेबल इंटरफ़ेस कार्ड पर स्थित हैं।

प्रत्येक कनस्तर में Intel Xeon E5v2 श्रृंखला के दो प्रोसेसर, 64GB RAM और एक RAID नियंत्रक (XBAR) शामिल हैं। सिस्टम या मेमोरी की गणना में विफलता की स्थिति में डाउनटाइम को कम करने के लिए कनस्तर भी गर्म होता है। डिज़ाइन स्वयं को अधिकतम दो हॉप प्रदान करने के लिए अनुकूलित है और मेमोरी को फ्लैश करने के लिए डेटा इनपुट / आउटपुट पोर्ट से फिर कभी नहीं, जो स्थिर प्रदर्शन और स्टील विलंबता की गारंटी देता है।

व्यापक प्रासंगिकता।

आईबीएम ने 2012 में टेक्सास मेमोरी सिस्टम का अधिग्रहण किया और 2013 में फ्लैश तकनीक में $ 1 बिलियन का अतिरिक्त निवेश किया। इसने कंपनी को व्यक्तिगत फ्लैश सरणियों को विकसित करने की अनुमति दी जिसमें 2.5 एसएसडी का उपयोग करके विशिष्ट फ्लैश सरणियों की तुलना में उच्च प्रदर्शन और विश्वसनीयता है। आईबीएम का दावा है कि फ्लैशसिस्टम परिवार प्रतिस्पर्धा समाधान की तुलना में 9.41 प्रतिशत अधिक धीरज प्रदान करता है और इसे सात साल की वारंटी प्रदान करता है। आईबीएम विशेषज्ञ अपने माइक्रोएलेटेंसी मॉड्यूल में मेमोरी घनत्व बढ़ा सकते हैं, जो पूरे सिस्टम में बिजली के नुकसान से सुरक्षा प्रदान करते हैं। वे अपने स्वयं के, हार्डवेयर-नियंत्रित, सीरियल इंटरफ़ेस का उपयोग करके ऐसा कर सकते हैं जो सॉफ्टवेयर-कारण देरी को समाप्त करता है। कंपनी ने अपनी खुद की वास्तुकला विकसित की,कस्टम ईसीसी और अनुकूली नंद एल्गोरिदम जैसे लाभ प्रदान करने की एक सीमा प्रदान करने के लिए, जो घनत्व, प्रदर्शन और लागत के मामले में महान अंत-उपयोगकर्ता लाभ प्रदान करते हैं।

फ्लैश ड्राइव की दौड़ में आईबीएम अकेली कंपनी नहीं है। ईएमसी ने हाल ही में फ्लैश उपकरणों की एक पूरी लाइन शुरू की, जिनमें से कुछ ने कस्टम एसएसडी डिजाइन का इस्तेमाल किया। कंपनी फ्लैश मेमोरी के उपयोग के लिए अपने सभी स्टोरेज सिस्टम को पूरी तरह से परिवर्तित कर रही है। प्योर स्टोरेज में एक आशाजनक फ़्लैशब्लैड पहल भी है, लेकिन अभी भी बाजार में प्लेटफॉर्म उपलब्ध नहीं है। वायलिन मेमोरी की एक व्यक्तिगत परियोजना भी है, लेकिन इसके खराब प्रदर्शन और निराशा की संभावनाओं ने इस समाधान का उपयोग करने से बहुतों को रोक दिया।

प्रदर्शन के मामले में आईबीएम शीर्ष एएफए विक्रेताओं में से है, लेकिन किसी भी तरह से राजस्व में पहला नहीं है। कंपनी का दावा है कि एक व्यक्तिगत परियोजना के अंतिम परिणाम में, वे प्रतियोगियों की तुलना में कम कीमत पर उच्च प्रदर्शन की पेशकश करेंगे।

यह स्पष्ट है कि फ्लैश तकनीक पर आधारित भविष्य और भी अधिक विशिष्ट और अनुकूलित परियोजनाएँ लाएगा। संभवतः - यह कई प्रणालियों (और कंपनियों) की मौत का कारण बनेगा जो कि विपणन वाले 2.5-इंच एसएसडी का उपयोग करती हैं।

IBM FlashSystem 900 के अंदर

फ्लैश सरणियों का विकास

IBM FlashSystem 900

व्यापक प्रासंगिकता।

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