Was ist Flash-Storage?

Flash-Storage ist eine Daten-Storage-Technologie, die auf einem elektrisch programmierbaren High-Speed-Speicher basiert. Flash-Storage ist ultraschneller Storage, der Daten mit hoher Geschwindigkeit schreibt und zufällige I/O-Vorgänge blitzschnell durchführt.

Flash-Storage nutzt eine Art nichtflüchtigen Speicher, der auch als Flash-Speicher bezeichnet wird. Nichtflüchtiger Speicher benötigt keinen Strom, um die Integrität gespeicherter Daten aufrechtzuerhalten. Daher kommt es selbst bei einem Stromausfall nicht zu Datenverlusten. Anders ausgedrückt: Nichtflüchtiger Speicher “vergisst” Daten auch dann nicht, wenn das Laufwerk ausgeschaltet ist.

Flash-Storage verwendet zur Speicherung von Daten Speicherzellen. Zellen mit zuvor geschriebenen Daten müssen erst gelöscht werden, bevor neue Daten geschrieben werden können. Flash-Storage kann zudem unterschiedliche Formen annehmen: von einfachen USB-Sticks bis zu All-Flash-Arrays der Enterprise-Klasse.

Flash-Storage beruht auf einer Solid-State-Technologie und verwendet integrierte Schaltungstechnik. Das bedeutet, es gibt keine beweglichen Teile. Wenn Flash-Technologie bei Enterprise-Storage eingesetzt wird, spricht man sowohl von Flash-Laufwerken als auch von Flash-Arrays. Beide Begriffe werden häufig synonym für Solid State Drive bzw. SSD verwendet.

Die SSD-Technologie ist das Gegenstück zur Festplattentechnologie, der zweiten wichtigen Storage-Technologie, die es bereits seit den 1950er Jahren gibt. Anders als SSDs verwendet HDD-Storage jedoch rotierende Festplatten, Motoren und Lese- bzw. Schreibköpfe. Die Daten werden mithilfe eines Magneten auf einer rotierenden Festplatte gespeichert.

Flash-Storage bietet einzigartige Vorteile für Unternehmen, die mit rasant wachsenden Datenvolumen und langsamem, nicht vorhersehbarem Datenzugriff kämpfen. Im Vergleich zu Festplatten werden All-Flash-Storage-Lösungen immer erschwinglicher, daher können Unternehmen jetzt in großem Maßstab unter anderem von folgenden Flash-Vorteilen profitieren:

• Höhere Applikations-Performance. Wenn es um Flash geht, wird dieser Vorteil häufig zuerst genannt. Mit einer 20-mal höheren Performance im Vergleich zur Festplattentechnologie kann Flash gängige Enterprise-Anwendungen wie Oracle Database, MS-SQL, SAP und VDI beschleunigen, außerdem Data Analytics wie Hadoop- und NoSQL-Datenbanken. Dank der Geschwindigkeit von Flash können Kunden schneller und effektiver auf Informationen zugreifen. IT-Mitarbeiter können sich eher auf strategische Geschäftsziele konzentrieren und werden seltener mit Notfällen konfrontiert. Und das Unternehmen ist in der Lage, mit höherer Produktivität und kürzeren Produkteinführungszeiten neue Chancen, Ergebnisse und Märkte optimal zu nutzen.
• Verbesserte Wirtschaftlichkeit des Datacenters. Mit der Entwicklung von Flash-Technologien mit hoher Dichte bieten die heutigen All-Flash-Storage-Lösungen höhere Performance und Kapazität bei deutlich gesunkenem Platzbedarf im Datacenter. Die Datenvolumen der Unternehmen wachsen weiter an, aber sie erzielen deutliche Kosteneinsparungen durch ein vereinfachtes Management und niedrigere Kosten für Stellfläche, Stromversorgung und Kühlung.
• Zukunftssichere Infrastruktur. Die Modernisierung Ihres Datacenters mit Flash ist ein entscheidender Schritt bei der digitalen Transformation, aber wichtig ist die Auswahl eines Flash-Systems, das wechselnde Geschäftsanforderungen unterstützt. Flash ist nicht gleich Flash. All-Flash-Systeme mit unterbrechungsfreier horizontaler Skalierung ermöglichen Wachstum nach Bedarf. NVMe-konformer Flash-Storage kann außerdem zu einer zukunftssicheren Infrastruktur für neue Technologien beitragen und kostspielige, mit Betriebsunterbrechungen verbundene und aufwendige Upgrades überflüssig machen. Wenn Ihre IT-Strategie eine mögliche Cloud-Einbindung vorsieht, gibt Ihnen ein Flash-System mit Cloud-Integration maximale Flexibilität für die Zukunft.

Dank der branchenweit engsten Cloud-Integration und höchsten Flexibilität für die Unterstützung neuer Flash-Technologien können Sie mit NetApp All-Flash-Storage von Flash-Innovationen profitieren, ohne geschäftliche Abläufe zu unterbrechen.

Ursprünglich wurden SSDs für dieselbe I/O-Schnittstelle ausgelegt, die auch von Festplattenlaufwerken (HDDs) genutzt wird, zum Beispiel die SATA- und die SAS-Schnittstelle, um eine Verbindung zu einem Hostcomputer zu ermöglichen. Die meisten SSDs nutzen heute 3D TLC NAND-basierten Flash-Speicher, aber schnelle Entwicklungen bei Technologien wie Non-volatile Memory Express (NVMe), NVMe over Fabrics (NVMe-oF) und Storage-Class Memory (SCM) bieten ein enormes Potenzial für Datacenter.

NVMe ist ein Schnittstellenprotokoll für den Zugriff auf Flash-Storage über einen PCIe-Bus (PCI Express). Im Gegensatz zu herkömmlichen All-Flash-Architekturen, die auf eine einzelne, serielle Befehlswarteschlange beschränkt sind, unterstützt NVMe Zehntausende von parallelen Warteschlangen, die jeweils wiederum Zehntausende von gleichzeitigen Befehlen unterstützen können.

NVMe-oF ist eine Host-seitige Schnittstelle zu Storage-Systemen, die viele der relevanten NVMe-Funktionen über ein RDMA (Remote Direct Memory Access) oder Fibre Channel Fabric erweitert. NVMe-oF ermöglicht ein Scale-out auf eine große Zahl von NVMe-Geräten, selbst über große Distanzen.

SCM, auch bekannt als persistenter Speicher (PMEM), ist ein neuer Typ von Medientechnologie, der die Grenze zwischen Arbeitsspeicher und Storage verschwimmen lässt, da er als beides eingesetzt werden kann. Beispiele für SCM sind die Medien 3D XPoint von Intel und Z-NAND von Samsung.

Besonders zusammen mit SCM kann eine großflächige Implementierung von NVMe und NVMe-oF eine neue Generation von Applikationen enorm beschleunigen und eine zehnmal niedrigere Latenz und maximale IOPS bieten.

NetApp hat als erstes Unternehmen auf 3D NAND-Technologie basierende SSDs mit einer hohen Kapazität von 15 TB auf den Markt gebracht. Und nun führen wir Flash mit unserer starken Vision in die Zukunft, indem wir neue, auf NVMe, NVMe-oF und SCM basierende Flash-Storage-Systeme unterbrechungsfrei in die vorhandene Infrastruktur integrieren.

All-Flash bezieht sich auf Datenspeichersysteme, die ausschließlich Flash-Speicher (NAND) verwenden und deutlich schnellere Datenzugriffs- und Verarbeitungszeiten als herkömmliche Festplatten bieten. Diese moderne Lösung erfüllt die Anforderungen von Hochleistungsanwendungen und Workloads und verbessert die Geschwindigkeit und Effizienz.

All-Flash-Speicher ermöglicht schnelle Lese- und Schreibvorgänge, was zu geringeren Latenzzeiten und verbesserter Leistung für Anwendungen führt. Flash-Speicher hat keine beweglichen Teile, was zu einem geringeren Stromverbrauch, einer geringeren Wärmeentwicklung und einer höheren Zuverlässigkeit führt.

Diese Faktoren machen All-Flash zu einer idealen Wahl für Rechenzentren, die ihre Speicherlösungen optimieren möchten.

Ein All-Flash-Array (AFA) ist ein Datenspeichersystem, das ausschließlich mit Flash-Speicher arbeitet und so einen schnellen Datenzugriff und deutlich geringere Latenzzeiten ermöglicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Speicherarrays, die rotierende Festplatten mit Flash-Speicher kombinieren, nutzen All-Flash-Speicherarrays die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Flash-Technologie, um die Leistung datenintensiver Anwendungen zu verbessern.

Die Architektur eines AFA besteht aus mehreren Komponenten, darunter Flash-Speichermodule, ein robuster Controller und eine Verwaltungsschnittstelle. Die Flash-Speichermodule speichern Daten, während der Controller den Datenfluss verwaltet und effiziente Lese- und Schreibvorgänge gewährleistet. Dank dieser Architektur bieten AFAs eine überragende Leistung, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit und sind damit ideal für Umgebungen mit anspruchsvollen Arbeitslasten.

Insgesamt maximiert ein All-Flash-Array die Vorteile der Flash-Technologie und ist damit eine bevorzugte Wahl für Unternehmen, welche die Datenzugriffsgeschwindigkeit und die allgemeine Speichereffizienz verbessern möchten.

Die Vorteile von All-Flash sind zahlreich und machen Flash-Speicherlösungen zu einer zunehmend beliebten Wahl für moderne Datenspeicheranforderungen.

Die wichtigsten Vorteile von Flash-Speicherlösungen:

• Leistung: All-Flash-Speicher bieten im Vergleich zu herkömmlichen Speicherlösungen einen deutlich schnelleren Datenzugriff und geringere Latenzzeiten. Diese hohe Geschwindigkeit ist entscheidend für Anwendungen, die einen schnellen Abruf von Daten erfordern, wie Datenbanken und virtuelle Maschinen.
• Effizienz: Dank höherer IOPS (Input/Output Operations Per Second) ermöglicht All-Flash-Speicher eine bessere Ressourcenauslastung. Das bedeutet, dass mehr Vorgänge gleichzeitig verarbeitet werden können, wodurch die Leistung datenintensiver Anwendungen optimiert wird.
• Verlässlichkeit: Flash-Speicher weisen in der Regel geringere Ausfallraten und eine längere Lebensdauer auf als herkömmliche Festplatten. Diese Zuverlässigkeit ist für Unternehmensanwendungen unerlässlich, bei denen Ausfallzeiten zu erheblichen finanziellen Verlusten führen können.
• Energie-Effizienz: All-Flash-Speichersysteme verbrauchen im Vergleich zu HDDs weniger Strom, was zu niedrigeren Betriebskosten führt. Der geringere Stromverbrauch trägt auch zu einem kleineren CO2-Fußabdruck bei, was sie ebenfalls zu einer umweltfreundlichen Option macht.

All-Flash-Speicherlösungen sind ideal für verschiedene Anwendungen und Branchen, die hohe Leistung und schnelle Datenverarbeitung erfordern.

Hier sind einige häufige Gründe, warum sich Unternehmen für All-Flash-Speicher entscheiden:

• Datenbank-Management: Unternehmen, die Flash-Speicher im Unternehmen einsetzen, profitieren von schnelleren Antwortzeiten bei Abfragen und einer verbesserten Transaktionsverarbeitung. Die niedrige Latenzzeit von All-Flash-Speichern ermöglicht eine effiziente Leistung von Datenbanken, so dass Unternehmen mehr Transaktionen in kürzerer Zeit abwickeln können.
• Virtualisierung: In virtualisierten Umgebungen steigert der All-Flash-Speicher die Leistung, indem er einen schnellen Zugriff auf virtuelle Maschinen und Anwendungen ermöglicht. Dies führt zu einer verbesserten Ressourcenzuweisung und Benutzerfreundlichkeit und eignet sich daher für Unternehmen, die stark auf Virtualisierungstechnologien setzen.
• Big Data-Analyse: All-Flash-Speicher ist für die effiziente Verarbeitung großer Datenmengen und die Durchführung von Echtzeitanalysen unerlässlich. Dank der hohen IOPS und des hohen Durchsatzes von Flash-Speichersystemen können Unternehmen Daten schnell analysieren und auf der Grundlage der aus Big Data gewonnenen Erkenntnisse zeitnahe Entscheidungen treffen.
• Cloud-Dienste: Flash-Storage-Unternehmen setzen zunehmend auf All-Flash-Storage, um leistungsstarke Cloud-basierte Anwendungen und Dienste zu unterstützen. Die Skalierbarkeit und Geschwindigkeit von All-Flash-Systemen stellt sicher, dass Cloud-Dienste den Benutzern auch bei Spitzenbedarf eine optimale Leistung bieten können.

NetApp bietet eine Reihe von All-Flash-Storage-Lösungen, die für ihre Effizienz, Skalierbarkeit und nahtlose Integration in die bestehende IT-Infrastruktur bekannt sind. Die All-Flash-Angebote von NetApp sind für die Bewältigung unterschiedlicher Workloads ausgelegt und gewährleisten hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit. Zu den wichtigsten gehören:

• Schutz der Daten: Robuste Datenschutzfunktionen sorgen dafür, dass wichtige Daten vor Verlust geschützt sind.
• Skalierbarkeit: Die All-Flash-Lösungen von NetApp können problemlos skaliert werden, um wachsende Datenanforderungen ohne größere Unterbrechungen zu bewältigen.
• Performance-Optimierung: Mit fortschrittlichen Caching-Techniken und Datenmanagement-Tools verbessern die Lösungen von NetApp die Gesamtperformance von Unternehmensapplikationen.

Die Implementierung von All-Flash-Speichersystemen kann im Vergleich zu herkömmlichen Speicherlösungen, wie z. B. Festplattenlaufwerken (HDDs), mit höheren Vorlaufkosten verbunden sein. Die langfristigen Vorteile können jedoch zu einem erheblichen Return of Investment (ROI) für Unternehmen führen.

• Erstinvestition: Die Kosten für All-Flash-Speicher sind in der Regel höher, da es sich um fortschrittliche Technologie und Komponenten handelt. Unternehmen müssen den Preis für die Flash-Speicher-Hardware sowie die erforderliche Flash-Speicher-Software für die Verwaltung und Optimierung berücksichtigen.
• Verbesserte Leistung: Trotz der anfänglichen Investitionen stellen Unternehmen häufig eine verbesserte Leistung und geringere Latenzzeiten fest, was zu einer höheren Produktivität und schnelleren Reaktionszeiten der Anwendungen führen kann. Diese Leistungsverbesserung ist entscheidend für den Datenzugriff in Echtzeit.
• Effizienzgewinne: Die Effizienz von Flash-Speichern für Unternehmen führt zu höheren Input/Output-Operationen pro Sekunde (IOPS) und einer besseren Ressourcennutzung. Diese Vorteile tragen dazu bei, den Betrieb zu rationalisieren und die mit der Verwaltung und Wartung der Speicherinfrastruktur verbundenen Gesamtbetriebskosten zu senken.
• Energieeinsparungen: All-Flash-Speicherlösungen verbrauchen im Allgemeinen weniger Strom als herkömmliche Speichersysteme, was zu erheblichen Energieeinsparungen führen kann. Ein geringerer Energieverbrauch führt zu niedrigeren Versorgungskosten und einem kleineren CO2-Fußabdruck, was den Nachhaltigkeitszielen vieler Unternehmen entgegenkommt.
• Langfristiger ROI: Im Laufe der Zeit können die Effizienzgewinne durch verbesserte Leistung und geringere Betriebskosten die anfänglichen Investitionen in All-Flash-Speicher ausgleichen. Unternehmen können mit einem günstigen ROI rechnen, wenn sie die langfristigen Vorteile schnellerer, effizienterer Speicherlösungen erkennen.

Ein All-Flash-Speicher ist eine wichtige Komponente in der modernen Dateninfrastruktur und bietet Vorteile wie verbesserte Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz. Da Unternehmen zunehmend auf Daten angewiesen sind, um Entscheidungen zu treffen und Abläufe zu verbessern, unterstützt die Integration von All-Flash-Speicherlösungen nicht nur die Anforderungen von Hochleistungsanwendungen, sondern ermöglicht auch bessere Datenverwaltungsstrategien. Die Nutzung dieser Technologie ist entscheidend, um die Komplexität der digitalen Transformation zu bewältigen und langfristigen Erfolg zu erzielen.