Solid State Disk

Folosite în mare parte de armată şi de industria aerospaţială, pe piaţă îşi fac loc un nou tip de harddisk-uri, numite Solid State Disk(SSD). În acest tip de harduri, locul platanelor a fost luat de chip-uri de memorie flash. Compania care a conceput acest tip de hard disk este Samsung, dar în prezent deja sunt mai multe companii care produc astfel de harduri. Această tehnologie oferă rate mai mici de consum de energie şi viteze mai mari de transfer, astfel fiind foarte utile mai ales la notebook-uri.

La început SSD-urile foloseau o interfaţă PATA(Parallel Advanced Technology Attachment), dar deja se pot găsi şi pe interfaţa Serial ATA II. Tipul de memorie folosit de aceste SSD-uri este numit NAND, care deasemenea e nou pe piaţă.

Aceste harduri au o rată de citire de aproximativ 67 MB/s şi pot accesa datele în mai puţin de 0.01 milisecunde(ceea ce este de 250 ori mai rapid decat cele mai rapide harduri din 2004). Şi la capitolul consumul de energie aceste harduri stau foarte bine, consumând cu 50% mai puţină energie decât hardurile convenţionale, mai exact 0.9 W spre deosebire de 1.9 W la hardurile cu platane.

Există şi SSD-uri bazate pe DRAM care sunt mai rapide decât cele care folosesc memorii flash, dar totuşi majoritatea producătorilor folosesc memorii flash. SSD-urile bazate pe DRAM au încorporate baterii şi sisteme de backup. Dacă intervine o pană de curent, bateria va ţine hardul în stare de funcţionare până când toate datele vor fi copiate de pe RAM pe SSD. După ce problema curentului va fi rezolvată, toate datele vor fi copiate înapoi pe RAM.

Mai multe firme deja au reuşit să producă SSD-uri de 32, 64 GB, dar compania A-Data a anunţat că a reuşit să producă un hard de 2.5 inch (6.3cm) care are o capacitate de 128 GB. Aceste harduri vor avea o interfaţă SATA II şi vor fi scoase pe piaţa pe la jumătatea anului 2007.

O altă companie - numită TMS (Texas Memory Systems) - a scos pe piaţă un SSD de 128 GB, numit RamSan-400, dar acesta are dimensiuni mai mari şi este conceput pentru servere. RamSan-400 este deja a opta generaţie de SSD făcut de TMS şi este cel mai avansat SSD de pe piaţă. RamSan-400 este pur şi simplu cel mai rapid sistem de stocare din lume. Nici un RAID, nici un cache, nici un alt SSD nu este capabil de performanţa brută oferită de RamSan-400.

RamSan-urile lucrează pe memorii DDRAM foarte rapide şi se conectează la servere prin conexiuni Fiber Channel sau Infini Band. RamSan-400 este renumit pentru performanţele drastice obţinute în OLTP (Online Transaction Processing), batch processing (este execuţia a mai multor programe pe un calculator fără intervenţie umană) şi alte operaţii intensive.

RamSan-400 stă foarte bine şi la capitolul fiabilitate. Dacă intervine o uzură fizică, există rezerve şi se pot schimba. RamSan-ul include deasemenea trei sisteme interne de UPS ca să asigure procedura de backup a datelor dacă intervine vre-o pană de curent.

O altă caracteristică a RamSan-ului este interoperabilitatea. Acest lucru permite ca RamSan-ul să lucreze în orice mediu de întreprindere. Este instalat pe numeroase sisteme de operare, cum ar fi Apple OS X, AIX, Solaris, Linux si Windows. La partea de hardware, recunoaşte cu uşurinţă Fibre Channel şi InfiniBand de la producătorii Cisco, Emulex, Brocade, McData, Mellanox, Qlogic, LSI Logic şi Vixel.

Cele mai noi inovaţii în domeniul SSD sunt Active Backup şi Chipkill Technology şi sunt prezente numai la RamSan-400. Celelalte SSD-uri fac backup numai atunci când nu mai primesc curent, astfel timpul de backup este inacceptabil de lung. Un RamSan-400 cu Active Backup poate să facă backup de pe RAM pe harddisk-urile interne încontinuu, fără a afecta performanţele SSD-ului. Acesta înseamnă că într-o situaţie de urgenţă, cel putin 60% din date deja se află pe harddisk-uri astfel timpul de backup scade foarte mult. Pot fi şi situaţii cănd la întreruperea curentului toate datele se află deja pe harddisk.

RamSan-400 duce fiabilitatea şi mai departe prin implementarea tehnologiei Chipkill de la IBM. Implementările ECC (error correcting code) corectează erori de un bit în chipuri de memorie, dar nu pot corecta erori de mai mulţi biţi, ceea ce poate rezulta la pierderea datelor.Tehnologia Chipkill permite unui sistem de memorie să corecteze erori de mai mulţi biţi, chiar un chip întreg, astfel oferind o siguranţă mult mai mare cumpărătorilor.

Câteva specificaţii tehnice a RamSan-400 – ului:

• poate avea o capacitate între 32 şi 128 GB
• peste 400 000 de operaţii I/O (adică datele trimise şi primite de la CPU) pe secundă
• are un bandwidth (lăţime de bandă) de 3000 MB/s
• are o latenţă (timpul pe care calculatorul trebuie să aştepte până când primeşte informaţia de la RAM) sub 15 microsecunde
• Bateriile interne ţin 25 minute
• Are un sistem de backup automat care lucrează la 190 MB/s
• Consumă 350 W

Un client foarte satisfăcut de RamSan-400 este CCP Games care au creat EVE Online. EVE Online este cel mai mare univers de joc din lume, cu mai mult de 75000 jucători care joacă acest Massively Multiplayer Online Role-playing Game (MMORPG) într-un singur mediu. În 2005 EVE Online a atins un nou record prin 15000 de persoane jucând simultan. În timp ce tot mai multe persoane jucau acest joc, serverele abia puteau face fată traficului masiv de date, ceea ce era frustrant şi pentru jucători pentru care uneori trebuiau să aştepte 20 de secunde ca să încarce o trăsătură a jocului. Timpurile de acces ale harddisk-urilor erau de 2-5 milisecunde, si era nevoie de 20-50 microsecunde. Soluţia era RamSan-400. Jocul face 60 de millioane de procese pe zi, în jur de 1250 tranzacţii pe secundă în ore de vârf.

Cu RamSan-400 performanţele jocului EVE Online au crescut imens. După doar patru zile de când a fost instalat SSD-ul, EVE Online a ajuns un nou record cu un număr de 17032 de jucători jucând în acelaşi timp. Performanţele RamSan-ului au fost simţite şi de jucători şi imediat au adăugat multe comentarii pozitive pe forumuri. Performanţele jocului au crescut de 40 de ori şi deasemenea toate lag-urile legate de baza de date au fost eliminate.

Cu RamSan-400 EVE Online poate avea peste 25000 de useri online cu timp de acces instantaneu.

Am să enumăr avantajele şi dezavantajele acestor SSD-uri.
Avantaje:

• Un startup mult mai rapid – Pentru că nu este nevoie de spin-up(când platanele se învârt de la 0 la viteza maximă)
• Viteză de citire mai mare – În câteva cazuri de două, sau de mai multe ori mai rapide decât cele mai rapide harduri convenţionale
• Timpul de citire şi scriere foarte scăzut, chiar de sute de ori mai rapide decât la hardurile mecanice
• Un boot mai rapid – Rezultă din timpul de citire/scriere mai rapidConsumul de energie mai redus – Pentru că nu există platane care trebuie învârtite, consumul de energie este scăzut şi de asemenea căldura este scăzută(nu există forţe de frecare)
• Nu scoate zgomot – Din cauza lipsei părţilor mecanice SSD-urile nu scot nici un pic de zgomot
• Reabilitate mai mare – SSD-urile au o uzură foarte mică şi o rezistenţă mare la şoc, vibraţii şi temperatura
• Securitate – Se pot curăţa de toate datele într-un timp foarte scurt
• Performanţe constante – Spre deosebire de hardurile mecanice, performanţele SSD-urilor sunt constante. Timpul de căutare a datelor (Seek time) este constant şi performanţele nu scad dacă hardul este plin.
• Cântăreşte mai puţin decât hardurile standard

Dezavantaje:

• În primul rând preţul – Preţul/GB este mult mai mare decât la hardurile mecanice, în jur de 10$/GB compărat cu 0.25$ la hardurile obişnuite.
• Timpul de scriere mai mare – Memoriile flash au un timp de scriere mai mare decat cele mai noi harduri mecanice (in jur de 18 MB/s faţă de peste 50 MB/s la harduri cu platane). Aici nu includem RamSan-ul
• Viaţă mai scurta – SSD-urile bazate pe memorii flash au un ciclu de scriere/citire limitat comparat cu hardurile cu platane, care poate ţine mai mult de 10 ani fără să aibă vre-o problemă mecanică.
• Recuperarea datelor este scăzută – Dacă intervine vre-o problemă mecanică, datele sunt pierdute complet, precând hardurile normale daca au vre-o problemă mecanică, de obicei datele pot fi recuperate cu ajutorul experţilor
• Ssd-urile sunt vulnerabile la diferite tipuri de efecte, incluzând pană de curent (în special SSD-urile bazate pe DRAM), câmpuri magnetice şi încărcări electrice.

Autor: Nagy Levente