<
יום ראשון , דצמבר 17 2017
מבזקים
דף הבית > כתבות IT מגזין > אינטל: מהפכה בטכנולוגיות האיחסון – המעבר לתלת מימד (3D)

אינטל: מהפכה בטכנולוגיות האיחסון – המעבר לתלת מימד (3D)

העולם העסקי מכפיל את קצבו משנה לשנה מזה כ-60 שנה. למעשה, מאז שהמחשבים החלו להחליף עבודה ידנית ומאגרי מידע דיגיטלי על מדיום מגנטי, החליפו רשומות כתובות בדיו

מימין: רותם טל, ביל לזינסקי

מימין: רותם טל, ביל לזינסקי

על נייר. ב-30 השנים האחרונות הייתה זו אינטל שהנגישה את הטכנולוגיה המתקדמת ביותר למגזרי הכלכלה והצרכנות הרחבים ביותר, כאשר הפלטפורמה המרכזית הינה משפחת מעבדי X86 לדורותיהם. כיום, מעבדי אינטל הם הבסיס המשותף למערכות המידע הסטנדרטיות, החל בתחנות עבודה משרדיות ומחשבים ניידים וכלה ב-Data Centers של ארגוני Enterprise ושירותי ענן. האנרגיה להאצת הפעילות העסקית נובעת ישירות מהיכולת של מעבדי אינטל לממש את "חוק מור" במחויבות אדוקה לשוק העסקי.

לסגור את פער הטכנולוגיות בין האחסון למנוע החישובים

בשנים האחרונות החל להתגלות פער בין מהירות ההתקדמות של החלוצים -המעבדים בליבות המחשבים – לבין המאסף, מערכות האחסון שמספקות את שירותי שמירת והנגשת המידע לצורך "עיבוד נתונים" בליבה. הדיסק הקשיח, אביזר אלקטרומכני המוגבל בביצועיו על ידי הצורך בסיבוב התקליט ובהזזת ראש הקריאה/כתיבה, אינו מסוגל להאיץ יותר. הדיסק הקשיח צורך יותר מדי מקום וחשמל, סובל מנפילות וכשלים מכניים, ונזקק לתקורה ניהולית שגורמת לזמני תגובה ארוכים בהשוואה למיידיות של שליפת מידע מזיכרון "Solid State",  העשוי שבבי סיליקון. טכנולוגיית Flash החלה לסמן את תחילת הדרך החוצה מהדיסק הקשיח לכיוון Solid State Drives (SSD) לפני כתריסר שנים, אולם רק לאחרונה פותחה הטכנולוגיה של יצירת Flash תלת ממדי (כלומר, שבב מעוצב פיזית ב-3D) טכנולוגיה היכולה לספק נפח אחסון, צפיפות מידע, חיסכון באנרגיה ואמינות המאפשרים לממש את החלום – מערכת אחסון המבוססת כולה על SSD – במחיר מתקבל על הדעת.

"המהפך שאינטל מניעה בתחום האחסון הוא הרבה יותר משמעותי מהסיסמא המלווה אותנו מהיום הראשון, 'מהיר יותר, עמיד יותר ובמחיר נמוך יותר' ", כך לפי ביל לזינסקי (Bill Leszinske), סגן נשיא ומנהל פיתוח עסקי של קבוצת פתרונות NVM באינטל העולמית, אותו ראיינו במסגרת כנס "Intel® Storage Builders Summit" שנערך בתל-אביב בחודש ספטמבר, ואליו הוזמנו חברות מקומיות המפתחות ומספקות פתרונות בתחום איחסון המידע למרכזי נתונים. "ייתכן שאפשר להמחיש זאת באנלוגיה ממערכות ייצור תעשייתי. בעבר, היינו

p3520-aic-left-angled-shadow

p3520-aic-left-angled-shadow

רגילים להתייחס למרכיבי עיבוד הנתונים – המעבד, הזיכרון הראשי ורכיבי ה-Bus – בתור "פס הייצור" של מפעל ה-IT, ולמערכת האחסון – ה-SAN או NAS – כאל "מחסן חומרים בעבודה". האתגר של אינטל היה לספק את פס הייצור האופטימלי, שמצטיין בתפוקות הכי גדולות ונתמך במירב הפתרונות המתאימים לכל יישום אפשרי. מחסני הנתונים עבדו בקצבים נמוכים משום שהיישומים לא דרשו קצבי העברת נתונים גבוהה. אולם היישומים החדשים שיצאו לשוק בשנים האחרונות ומגלמים חלק הולך וגדל מעומס העבודה בארגון, כגון אנליטיקה בזמן אמת ו-Big Data, לא מסוגלים לספק את הדרישות כאשר העבודה נעצרת שוב ושוב בהמתנה לחומרים שיגיעו מהמחסן. כך נוצר הצורך להגדיל דרמטית את כמות הנתונים שנשמרים על פס הייצור עצמו, כלומר בקרבת המעבד, על לוח האם או לפחות צמודים לממשקים מהירים, ללא הסרבול של בקרי הדיסקים הקשיחים", הוסיף ביל לזינסקי.

האחסון החדש הוא מכפיל כוח דרמטי

פן נוסף וחשוב בעולם האחסון הוא יכולת שמירת נתונים "בלתי-נדיפה", ברמות ביצועים שניתן להשיגן רק בטכנולוגיית FLASH, ועם זאת מאופיין בעלויות נמוכות וצריכת הספק מינימלית, כך שמעשי להגדיל את נפח האחסון פי כמה וכמה מנפחי ה-RAM שניתן לאחסן ב-Data Center. "במושגי האנלוגיה שלנו, אנו מעצבים את רצפת הייצור מחדש באופן שבו המכונות אינן מחכות בשום מקרה למחסן. הודות לפריצת הדרך של אינטל בייצור רכיבים תלת מימדיים, המחיר של האחסון החדש בהחלט אטרקטיבי – לפחות בחישוב עלויות בעלות כוללות, TCO – כל זאת טרם הזכרנו את הערך העסקי של הגדלת תפוקות, הקטנת זמני תגובה, גמישות בהקצאת משאבים בין שרתים וירטואליים, הקטנת עלויות תחזוקה, גיבוי והתאוששות מנפילות".

התפתחות זו הגיעה בזמן על ציר התנועה של מחשוב ארגוני לאור האתגרים שכולנו מתמודדים איתם כבר היום או אלו שאיתם נתמודד בעתיד הקרוב. לדוגמא, היכולת למנף כלים אנליטיים מתקדמים, כמו Big Data, לצורך ניהול תהליכים חכמים, מחייבת קצבי עיבוד מידע גבוהים האפשריים רק במידה ונחזיק מחסני נתונים שלמים בזיכרון העבודה (In Memory Database), במקום התנועה הבלתי פוסקת של קבצים בין המנוע החישובי לבין האחסון בדיסקים חיצוניים. דוגמא אחרת לערך של האחסון החדש היא שירותי הענן למיניהם, בהם המודל המועדף הוא Software Defined Storage, תפיסה תפעולית שלא מתאימה למודל המסורבל של חוות אחסון בדיסקים. קשיים אלה יכולים להיפתר בקלות אם במקום על דיסקים מכניים המידע יהיה מאוחסן בהתקני SSD אלקטרוניים מהירים.  בנוסף, התקנים אלו מסוגלים להחליף זיכרון עבודה רגיל (RAM) נדיף, בזיכרון "בלתי נדיפים" (Non Volatile), כלומר המידע לא נמחק במקרה של נפילת חשמל או הפסקת פעילות המערכת.

כונני FLASH בטכנולוגיית 3D NAND

p3520-u-2-right-angled-shadow

p3520-u-2-right-angled-shadow

כונני SSD מהדור האחרון של אינטל יצרו אימפקט אדיר על מערכות המידע ובמיוחד על אלה שחייבות להציג קפיצת מדרגה בביצועים תוך שימור השקעות קיימות רבות ככל האפשר. "הטכנולוגיה העדכנית של אינטל בייצור רכיבי Flash ממנפת את הניסיון רב השנים שלנו בליתוגרפיה וייצור שבבים", אומר ביל לזינסקי. לדוגמא, טכנולוגיית 3D NAND של אינטל מאפשרת לאחסן 2 טרה-בייט במארז דיסק 2.5 אינטש סטנדרטי, עם קצבי I/O ורוחב פס משופרים ללא היכר, צריכת הספק זעירה ואמינות משופרת. ממשק NVMe מהיר להעברת נתונים מקטינים דרמטית את ההשהייה (Latency) ואת תקורות המערכת מול טכנולוגיות קיימות כגון SATA ו- SAS. באמצעות ממשק NVMe, רמת ביצועי המערכת הוכפלה, צריכת ההספק קטנה ב-15 עד 30 אחוז והאמינות גדלה משמעותית ל- 2 מיליון שעות עבודה (יותר מ-110 שנים) בין תקלות אחסון (MTBF)! אלה הם מספרים מרשימים בכל הקשר אך הם מקבלים חשיבות מיוחדת כאשר בוחנים אותם מנקודת ההשקפה של ארכיטקט מערכת אחסון חדשה מבוססת SSD בלבד (All-Flash) למרכז המחשבים. מה שהיה דמיון נועז אך לפני שנה הפך לאופצייה מעשית ליישום מיידי.

במודל אחסון עתיר-ביצועים (High Performance) כונני ה-SSD החדשים תופסים את מקומם בחזית הייצור, לפני הדיסקים הקשיחים, שהופכים לבעלי תפקידים פחות קריטיים, כמו ארכוב וגיבוי תוך הורדה משמעותית של עלויות בעלות כוללות (TCO). "ככלל הדרישה לאיחסון מידע בארגונים הולכת וגדלה משמעותית ובמקביל הדרישה לשיפור ביצועים. לרוב, לפתרונות מבוססי דיסקים קשיחים עלות אחזקה גבוה יותר היות והינם פחות יעילים אנרגטית, בנוסף אמינותם פחותה מכונני Flash. ישנם מקרים בהם הדיסקים הקשיחים אינם כדאיים כלכלית בעבור דרישות ביצועים גבוהות (קצבי קריאה כתיבה). על מנת לספק את הדרישות האלו יש צורך בפתרונות המשלבים SSD" אומר טל רותם, מנהל תחום האיחסון בקבוצת המכירות של אינטל בישראל. "בנוסף לטכנולוגיית 3D NAND, ישנה טכנולוגיה חדשה המחוללת קפיצת מדרגה נוספת בביצועים, עליה אינטל הכריזה לאחרונה – Intel® Optane™ technology. אלו פתרונות מבוססי טכנולוגיית 3D XPoint™, הבנויים מסיליקון ללא טרנזיסטורים, משתלבים בין זיכרון העבודה (ה-RAM) לבין אחסון בכונני SSD ומספקים לארכיטקט המערכת יכולת חסרת תקדים לשלב באותו פתרון אחסון תכונות שנחשבו כבלתי אפשריות במשותף: ביצועים ברמה של RAM, צפיפות וצריכת אנרגיה של NAND, גישה אקראית לכל נתון וכמובן שמירת נתונים בלתי נדיפה" מוסיף טל רותם.

Intel® Optane™ technology: להביא את האחסון לרמת ביצועים של RAM

אין ספק כי מתבקש להשתמש בטכנולוגיית – Intel® Optane™ כיחידת האצה (Cache) למערכת האחסון ובכך להשיג שיפור עצום במהירות הכתיבה/קריאה עד פי-1000 ובמשך החיים גם כן עד פי-1000, ביחס לכונני 3D NAND. מצד שני, אפשר לשבץ בשרת או בבקר האיחסון נפחי זיכרון מבוססי Intel® Optane™  גדולים יותר הודות לשיפור פי עשר בצפיפות ביחס לזכרונות RAM. רכיבי זיכרון מבוססי Intel® Optane™  מכילים יותר נתונים וצורכים פחות אנרגיה מ-RAM, כך שמתאפשר להגדיל באופן משמעותי את נפח זיכרון העבודה האפקטיבי מבלי לחרוג ממעטפת ההספק וגודלן הפיזי  (Foot Print) של מערכות השרתים והאחסון. "עבור ארגונים רבים המתחבטים בדילמה, כיצד להפיק יותר ביצועים ממרכז הנתונים, טכנולוגיית Intel® Optane™ תספק שיפור ביצועים משמעותי", קובע טל רותם.

התפיסה הבסיסית של "רבדים" (Tiers) בארכיטקטורת האחסון קיימת זמן רב. מהיום שהומצא הדיסק המכני ניסו להשתמש בו לצורך "הרחבה וירטואלית" של הזיכרון העיקרי, אלא שעד כה הפערים היו גדולים מדי. זיכרון RAM היה מהיר פי מיליון מהדיסק המכני אך בו בזמן גם יקר פי אלף בחישוב דולר לגיגה-בייט. אינטל מוסיפה שני רבדים של התקני Solid State הנותנים משמעות חדשה למושג "היררכיה" של אמצעי אחסון. טכנולוגיית 3D NAND מציעה ביצועים טובים בהרבה מאלה של דיסקים קשיחים בתוספת פרמיית מחיר ההולכת וקטנה משנה לשנה. "אני לא מצפה שהמשתמשים יזרקו לגמרי את הדיסקים הישנים, יש להם עדיין תפקידים בעורף האחסון, אולם כבר היום רואים כיצד יותר ויותר חברות מכוונות את ההשקעות החדשות לכונני SSD, אשר הופכים לנכס המרכזי של יחידת האיחסון", לפי טל רותם. גבוה יותר בהיררכיה, ברמת ביצועים שקשה להפריד אותה מזיכרון העבודה הוותיק, מוסיפה טכנולוגיית Intel® Optane™ רובד שנהנה מהחוזקות של שני שכניו:

  • מהירות ברמה של RAM: זיכרון מבוסס Intel® Optane™ הוא הרבה יותר מהיר מ-NAND. מסיבה זו הוא ממלא בטבעיות את התפקיד של "הרחבת זיכרון", מבלי לפגוע בביצועים של יישומים שוכני זיכרון (In Memory Applications).
  • צפוף כמו Flash: מאפשר להכפיל את נפח הזיכרון פי 10 מבלי לדרוש יותר חריצי הרחבה, יותר ארונות זיווד, יותר חשמל או יותר מיזוג אוויר.
  • פחות יקר מ-RAM, שומר על המידע כמו דיסק קשיח או NAND, משתמש בממשק סטנדרטי ולא נזקק לבקרי כוננים מיוחדים.

הזדמנות לחברות סטארט-אפ המתמחות בעולם האחסון

"טכנולוגיית Intel® Optane™  מחוללת מהפכה עמוקה במוסכמות של ארכיטקטורת מערכות IT", אומר ביל לזינסקי. "ההפרדה המסורתית בין 'זיכרון' לבין 'אחסון' אינה חדה כל כך ויש חפיפה ביניהם. הדבר יוצר פתח למפתחים ולסטארט-אפים הזדמנויות חדשות לנצל את המצב על מנת להציע גישות חדשות לדילמות ישנות. אנו מאמינים שרובד זה יהפוך לחלק מרכזי במרכזי הנתונים ובענן, פשוט משום שהתעשייה משוועת ליותר ביצועים ויותר פשטות. למעשה, הסיבה העיקרית שהגעתי לישראל היא לפגוש את המפתחים המקומיים ולהציג בפניהם את הכדאיות של עבודה על פתרונות חדשניים מבוססי Intel® Optane™  ו-3D NAND. ישראל נחשבת, בצדק, כחממה לטכנולוגיות אחסון חדשניות ואנו עומדים בקשרים מצויינים עם עשרות חברות מקומיות מבטיחות המפתחות מוצרים פורצי דרך. אינטל עובדת עם מפתחים, מסייעת בתמיכה טכנית בשלבי הפיתוח, ייעוץ תעשייתי במעבר לייצור וסיוע בשיווק בינלאומי כאשר המוצר הופך למסחרי. עשינו דרך דומה בתחומי טכנולוגיה אחרים ובלא מעט מקרים גם נכנסנו להשקעות באמצעות זרוע היזמות של אינטל ישראל. אנו רואים בפעילות האחסון את אחד ממנועי הצמיחה של אינטל ובהקשר זה הפעילות מול חברות אחסון מקומיות".

לסיכום מציין טל רותם "אינטל מפתחת טכנולוגיות חדשות ומהפכניות בתחום איחסון הנתונים. התעשייה המקומית מייצרת מובילות טכנולוגית ורעיונית. בישראל קיימות מספר רב של חברות המפתחות פתרונות שונים ומגוונים, הן עבור ארגונים (Enterprise) וכן לסביבת ענן. תעשייה זו מהווה קרקע פורייה לאימוץ טכנולוגיות חדשניות אלו. אינטל מוצאת עניין רב בשיתופי פעולה עם חברות מקומיות".

להרשמה לפורום רעננה 30/11

 

אודות מערכת ITNEWS מאיר עשת

מנהל/עורך אתר ITNEWS. בוגר כלכלה ומנה"ס באונ' בן גוריון ו- MBA בירושליים. בעבר: כהן כיועץ כלכלי מטעם המדינה בהולנד ובהודו. היה סמנכ"ל שיווק בברדר, משנה למנכ"ל בסטארטאפ TVNGO, מנהל IT מגזין של גלובס בשלוש שנים האחרונות.
נגישות