Big Data & Fast Storage

A lo largo de las últimas décadas las tecnologías de cómputo y comunicaciones han parecido evolucionar de manera proporcional. Sin embargo, en la industria del almacenamiento empresarial, la tecnología de disco rotacional se quedó estancada no habiendo muchos cambios prácticamente desde la última década (los discos eran cada vez más grandes pero seguían rotando a 10K-15Krpm y no daban mas de 200MB/s de ancho de banda con un tiempo de respuesta de unos 5ms en el mejor y más favorable de los casos). Por ello, los que nos dedicamos a esto, tratábamos de poner a trabajar en paralelo cuantos más discos rotacionales (ejes) nos fuese posible hasta que estrangulásemos el canal de comunicación hacia el cómputo. Esto, creaba complejidad y elevaba los costes ya que había que tener unos conocimientos muy específicos para poder afrontar un dimensionamiento con garantías, o llevar a cabo las tareas de puesta a punto, mantenimiento y operación de la solución; en fin no creo que aquí cuente nada nuevo...

Tras lo expuesto en las anteriores entradas del blog queda patente que la tecnología de almacenamiento en estado sólido es complicada de gestionar, aunque como veremos en esta entrada, eso no significa que la tecnología no sea fiable y no esté lista para entornos empresariales. Lo cierto es que, tras décadas de almacenamiento bajo disco rotacional uno se había hecho ya a la idea de que, aunque el disco tiene una componente mecánica que es la que más influye en el fallo, un disco de tipo empresarial era fiable ya que al menos su tipología de fallo estaba muy definida y controlada, e incluso un simple nivel de protección RAID-5 era más que suficiente. Aunque la realidad de los que trabajamos con la tecnología en el día a día es algo distinta a la percepción general que se pueda tener en la industria de la IT, lo cierto es que los discos rotacionales fallan bastante y su casuística de fallos es mas amplia de lo que uno cabría esperar (se le añaden efectos ambientales como la temperatura...

La tecnología de almacenamiento en estado sólido ya está presente de alguna u otra manera en todos los datacenters. No obstante, cuando acabes de leer este post y pongas en balance lo bueno, lo feo y lo malo de la tecnología en sí, te darás cuenta enseguida de que para poder extraer todo el potencial que ofrece la tecnología se hacen necesarios un conjuntos de mecanismos específicos para la gestión y el control de la misma. Lo bueno : tiempo de respuesta (latencia) muy corto, bajo consumo eléctrico, elevada densidad con relación al tamaño, excelente bajo patrones de E/S aleatorios (especialmente en lecturas). Lo feo : Las operaciones de borrado son lentas (unos 5 mili-segundos), se produce un desgaste con el tiempo que limita la vida de las páginas, las tecnologías utilizadas para aumentar la densidad a la vez que garantizan la fiabilidad parecen hacer a la tecnología mas lenta (generación SLC vs MLC). Lo malo : Las operaciones de escritura bloquean a las de lectur...

Como he mencionado anteriormente, una de las características principales de los dispositivos de memorias flash es que la modificación de los datos en una celda sigue el modelo “Erase before Write” y, por imposiciones en el diseño del dispositivo NAND, aunque la lectura y la escritura se realiza a nivel de página sin embargo el borrado solo puede ocurrir a nivel de bloque. Las operaciones de E/S en flash (lectura, escritura y borrado) se rigen por la exclusión mutua a nivel del plano: si se procesa una lectura no se puede escribir y hay que esperar a que la operación anterior termine, si se procesa una escritura o borrado no es posible leer y es necesario esperar también. Además, las operaciones de E/S en flash utilizan distintas granularidades: Lectura : es posible leer uno o varios bytes de forma muy rápida (50-150 micro-segundos). Escritura : es posible escribir con un tamaño fijo determinado por el tamaño de página del chip, 4K, 8K o 16K, y esta operación es algo mas lenta...