RAID एल्गोरिदम को 1987 में वापस जनता के लिए पेश किया गया था। आज तक, वे सूचना भंडारण के क्षेत्र में डेटा तक सुरक्षा और पहुंच बढ़ाने के लिए सबसे लोकप्रिय तकनीक बने हुए हैं। लेकिन आईटी प्रौद्योगिकी की उम्र, जिसने 30 साल का मील का पत्थर पार कर लिया है, बल्कि परिपक्वता नहीं, बल्कि बुढ़ापे है। इसका कारण प्रगति है, नए अवसरों को ले जाना। ऐसे समय में जब HDD के अलावा वस्तुतः कोई अन्य ड्राइव नहीं था, RAID एल्गोरिदम ने उपलब्ध भंडारण संसाधनों का सबसे कुशलता से उपयोग करना संभव बना दिया। हालांकि, एसएसडी के आगमन के साथ, स्थिति मौलिक रूप से बदल गई है। अब SSD के साथ काम करते समय RAID उनके प्रदर्शन पर पहले से ही "नोज" है। इसलिए, एसएसडी की गति विशेषताओं की पूरी क्षमता को प्राप्त करने के लिए, उनके साथ काम करने के लिए एक पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण बस आवश्यक है।
ऑपरेटिंग सिद्धांतों में HDD और SSD के बीच स्पष्ट अंतर के अलावा, इन प्रकार के मीडिया में एक और महत्वपूर्ण विशेषता है: कोई भी हार्ड ड्राइव एक ब्लॉक में ग्रैन्युलैरिटी के साथ किसी भी डेटा को अधिलेखित कर सकती है (अब यह सबसे अधिक बार 4K है)। SSDs के लिए, पुनर्लेखन प्रक्रिया एक अधिक जटिल प्रक्रिया है:
- परिवर्तित डेटा को नए स्थान पर कॉपी किया जाता है। एक ही समय में, ग्रैन्युलैरिटी एक ही ब्लॉक है, लेकिन कई पृष्ठों से मिलकर और 256KB - 4MB के आकार के होते हैं। यानी एक ही 4KB को बदलते समय, सभी पड़ोसी पृष्ठों को कॉपी करना आवश्यक होता है, जिससे एक ही ब्लॉक बनता है।
- "पुराने" ब्लॉकों को अप्रयुक्त के रूप में चिह्नित करें, और फिर उन्हें कचरा कलेक्टर के साथ मिटा दें।
SSD पर अनुक्रमिक लिखें / ओवरराइट करें
अनुक्रमिक रिकॉर्डिंग / डबिंग के मामले में, एसएसडी की यह विशेषता इसके प्रदर्शन के संदर्भ में एक बड़ी भूमिका नहीं निभाती है, क्योंकि ब्लॉक पास में स्थित हैं, और कचरा कलेक्टर पृष्ठभूमि में अपना काम कर रहा है। लेकिन वास्तविक जीवन में, और इससे भी अधिक एसएसडी के लिए एंटरप्राइज सेगमेंट में, डेटा का यादृच्छिक उपयोग सबसे अधिक बार किया जाता है। और यह डेटा ड्राइव पर मनमाने स्थानों के लिए लिखा गया है।
एसएसडी को जितना अधिक डेटा लिखा जाता है, कचरा संग्रहकर्ता के लिए काम करना उतना ही मुश्किल होता है, क्योंकि विखंडन तेजी से बढ़ रहा है। नतीजतन, वह क्षण आता है जब ड्राइव को साफ करने की प्रक्रिया "पृष्ठभूमि" के रूप में बंद हो जाती है: एसएसडी का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है, क्योंकि इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा कचरा कलेक्टर द्वारा लिया जाता है।
रोजमर्रा के उपयोग के लिए एसएसडी पर वास्तविक डेटा लेआउट
कचरा कलेक्टर के काम के प्रभाव के प्रभाव को स्पष्ट करने के लिए, ड्राइव पर रिकॉर्डिंग मोड के आधार पर, कोई भी सबसे सरल परीक्षण कर सकता है: 4K से 100GB ड्राइव तक के ब्लॉक में क्रमिक और यादृच्छिक रिकॉर्डिंग। (स्रोत - माइक्रोन )
अनुक्रमिक लिखें प्रदर्शन
रैंडम लिखें प्रदर्शन
जैसा कि आप परीक्षणों से देख सकते हैं, प्रदर्शन ड्रॉप दो बार से अधिक तक पहुंच सकता है। और यह सिर्फ एक ड्राइव है। SSDs को RAID समूह के भाग के रूप में उपयोग करने के मामले में, पुनर्लेखन कार्यों की संख्या में काफी वृद्धि होती है, जो समता के साथ काम करने के लिए धन्यवाद।
सामान्य तौर पर, एसएसडी की इन विशेषताओं के लिए धन्यवाद, उनके लिए लेखन गुणांक (लेखन प्रवर्धन) के रूप में ऐसा एक पैरामीटर है। यह उस ड्राइव पर लिखे गए डेटा की मात्रा का अनुपात है जो होस्ट वास्तव में भेजा गया है। और सबसे लोकप्रिय RAID5 के लिए, यह अनुपात ~ 3.5 है।
नतीजतन, क्लासिक RAID वाले सिस्टम मूल रूप से अपनी वास्तविक गति का केवल ~ 10% एसएसडी का उपयोग करते हैं और एक दर्जन से अधिक ड्राइव की संख्या में वृद्धि के साथ खराब प्रदर्शन करते हैं।
हम यह भी ध्यान देते हैं कि अत्यधिक लेखन कार्य न केवल एसएसडी के प्रदर्शन को कम करते हैं, बल्कि इसके अंतहीन संसाधन से भी दूर करते हैं, जिससे ड्राइव का जीवन कम हो जाता है।
FlexiRemap® तकनीक , जो सभी एक्सेलस्टोर उत्पादों का मूल है, को SSDs के साथ काम करने के लिए क्लासिक RAID एल्गोरिदम के विकल्प के रूप में विकसित किया गया है। प्रौद्योगिकी के नवाचार को विभिन्न पेटेंटों और पुरस्कारों (फ्लैश मेमोरी समिट 2016 सहित), और स्वतंत्र परीक्षणों के परिणामों (उदाहरण के लिए, एसपीसी 1) दोनों द्वारा नोट किया गया था।
FlexiRemap® का सार सभी आने वाले लेखन अनुरोधों को परिवर्तित करना है, और मुख्य रूप से यादृच्छिक के प्रकार, ब्लॉकों का एक सेट है जो ड्राइव के दृष्टिकोण से अनुक्रमिक रिकॉर्डिंग के समान संभव है। नतीजतन, एसएसडी के लिए रिकॉर्डिंग उनके लिए सबसे आरामदायक मोड में होती है, और अंतिम प्रदर्शन क्लासिक RAID के साथ किसी भी सिस्टम से अधिक होता है।
AccelStor सिस्टम में सभी SSDs को दो सममित FlexiRemap® समूहों में विभाजित किया गया है। समूह का आकार मॉडल पर निर्भर करता है और 5-11 ड्राइव है। एक समूह के भीतर लचीलापन के लिए, समानता का उपयोग RAID5 की तरह किया जाता है। दोनों समूहों का उपयोग एक आम भंडारण स्थान बनाने के लिए किया जाता है। इसलिए, परिणामी गलती सहिष्णुता दो समूहों से मिलकर एक RAID50 सरणी के समान होगी: सिस्टम दो SSD तक की विफलता को समझने में सक्षम है, लेकिन प्रत्येक FlexiRemap® समूह में एक से अधिक नहीं है।
सभी आने वाले लेखन अनुरोध 4K ब्लॉक में विभाजित हैं, जो राउंड रॉबिन मोड में FlexiRemap® समूहों को लिखे गए हैं। इसके अलावा, सिस्टम लगातार रिकॉर्ड किए गए ब्लॉकों की मांग का ट्रैक रखता है, ऐसे ब्लॉक को एक-दूसरे के करीब संभव के रूप में रिकॉर्ड करने की कोशिश करता है। यदि यह भंडारण के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है, तो यह फाड़ने का एक आभासी एनालॉग निकलता है। इस मामले में, कचरा संग्रहकर्ता का काम बहुत सुविधाजनक है: आखिरकार, अप्रयुक्त ब्लॉक हमेशा पास होंगे।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि AccelStor सिस्टम , प्रतियोगियों के उत्पादों के विपरीत, नियंत्रक रैम में आने वाले अनुरोधों की कैशिंग कार्यक्षमता का उपयोग नहीं करता है। सभी आने वाले डेटा ब्लॉक तुरंत SSD को लिखे जाते हैं। होस्ट को ड्राइव पर डेटा के भौतिक प्लेसमेंट के बाद ही सफल रिकॉर्डिंग की पुष्टि मिलती है। एसएसडी पर ब्लॉक आवंटन के केवल तालिकाओं को रैम में संग्रहीत किया जाता है ताकि डेटा के अगले ब्लॉक को लिखने के लिए पहुंच को गति दी जा सके। बेशक, विश्वसनीयता के लिए, इन तालिकाओं की प्रतियां स्वयं मीडिया पर भी स्थित हैं। नतीजतन, एक्सेलस्टोर सिस्टम को बैटरी / कैपेसिटर के रूप में किसी भी कैश सुरक्षा की आवश्यकता नहीं होती है (हालांकि, बिजली की समस्याओं के मामले में "नरम" बंद के लिए यूपीएस के साथ संबंध स्थापित करने का अवसर है)।
रिकॉर्डिंग के आयोजन के इस दृष्टिकोण के लिए धन्यवाद, कचरा कलेक्टर वास्तव में ड्राइव की गति को प्रभावित किए बिना पृष्ठभूमि में काम करने में सक्षम है, जो अंततः सिस्टम के भीतर 90% तक एसएसडी प्रदर्शन का उपयोग करने की अनुमति देता है। यह बिल्कुल वही है जो आईओपीएस RAID एल्गोरिदम पर आधारित ऑल फ्लैश के खिलाफ एक्सेलस्टोर सिस्टम में है।
FlexiRemap® प्रौद्योगिकी की एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता SSDs पर अनावश्यक लिखने के संचालन में महत्वपूर्ण कमी है। तो एक्सेलस्टोर सिस्टम के लिए लिखने का गुणांक गुणांक केवल 1.3 है, जो कि सामान्य भाषा में अनुवाद का मतलब है कि 2.55 से अधिक बार RAID5 की तुलना में ड्राइव के जीवन में वृद्धि!
एसएसडी पर डेटा रखने की नीति की प्रणाली द्वारा निरंतर निगरानी के लिए धन्यवाद, सभी ड्राइव एक ही तरीके से पहनते हैं। यह दृष्टिकोण हमें रिकॉर्डिंग सेवा के थकावट के बारे में अग्रिम में प्रशासक को उनके सेवा जीवन और संकेत की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है।
यह स्पष्ट है कि SSDs विफल हो सकते हैं। इस मामले में, सिस्टम तुरंत हॉट स्पेयर ड्राइव में से एक के लिए पुनर्निर्माण करना शुरू कर देगा। इस स्थिति में, FlexiRemap® समूह, जो एक अपमानित स्थिति में है, केवल-पढ़ने के लिए मोड में जाता है, और सभी लिखित अनुरोध दूसरे समूह को भेजे जाते हैं। इस तरह के एक सुरक्षा तंत्र को पुनर्निर्माण के संचालन में तेजी लाने और एक ही समूह के भीतर किसी अन्य ड्राइव की विफलता की संभावना को कम करने के लिए प्रदान किया जाता है। यह कोई रहस्य नहीं है कि पुनर्निर्माण के दौरान, समूह में सभी ड्राइव गर्म स्पेयर पर पढ़ने, लिखने और संचालन को बाधित करने के कारण एक बढ़ा हुआ भार अनुभव करते हैं। इससे दूसरे ड्राइव के फेल होने की संभावना बढ़ जाती है। और अधिक रिकॉर्डिंग संचालन, अब पुनर्निर्माण में अधिक समय लगेगा।
पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया पूरी होने के बाद और FlexiRemap® समूह अपनी सामान्य स्थिति में लौटता है, दोनों समूहों के बीच रिकॉर्डिंग संसाधन में थोड़ा सा पूर्वाग्रह होगा। इसलिए, इसे संरेखित करने के लिए, बाद में रिकॉर्डिंग का संचालन अक्सर बहाल समूह पर होगा (निश्चित रूप से, इस तरह से कि अंतिम सिस्टम प्रदर्शन को अधिक नुकसान न हो)।
जटिल कैशिंग सिस्टम का उपयोग करते हुए भी कुछ मूल्यों (~ 280K IOPS @ 4K रैंडम राइट) के ऊपर RAID एल्गोरिदम पर आधारित सभी फ्लैश सिस्टम के प्रदर्शन को बढ़ाना असंभव है। FlexiRemap® प्रौद्योगिकी, भंडारण स्थान को व्यवस्थित करने के लिए एक पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण के लिए धन्यवाद, न केवल आसानी से इस बाधा पर काबू पाती है, बल्कि एक साथ SSDs के सेवा जीवन को भी बढ़ाती है। इसलिए AccelStor सिस्टम को कई मोर्चों (IOPS / $, GB / $, TCO, ROI) पर सभी फ्लैश सरणियों के बीच गंभीर फायदे हैं, जो उन्हें संसाधन-गहन कार्यों को हल करने के लिए ग्राहक डेटा केंद्रों में प्रमुख पदों के लिए आदर्श उम्मीदवार बनाते हैं।