Vermijd trucs en trakteer uzelf op energie-efficiënte opslag

In de wereld van enterprise storage is duurzaamheid een cruciale overweging geworden, maar het vergelijken van energie-efficiëntie tussen storageproducten is veel genuanceerder dan een eenvoudige benchmark of een certificeringstestscore. Hoewel bepaalde benchmarks kunnen beweren het meest energie-efficiënte systeem te identificeren, is de realiteit dat dergelijke tests vaak niet het volledige scala aan factoren vastleggen die het werkelijke energieverbruik beïnvloeden.

Eén maat past niet allemaal

Opslagsystemen bieden meerdere configuratieopties – schijfgroottes, cache en dataprotectieschema’s – die rechtstreeks van invloed zijn op het stroomverbruik en het ruimteverbruik. Een enkel synthetisch testresultaat legt deze variaties niet volledig vast. Een opslagarray die is geconfigureerd met een grote cachegrootte kan bijvoorbeeld leiden tot een verschuiving van de resultaten ten gunste van systemen die prioriteit geven aan prestaties uit cache, een tactiek die zich niet noodzakelijkerwijs vertaalt in praktische energie-efficiëntie in de echte wereld.

Veel van deze configuraties zijn aangepast op basis van specifieke klantvereisten. Een opslagsysteem met grotere of efficiëntere schijven, meer geavanceerde mechanismen voor dataprotectie of meer substantiële cachingcapaciteiten verbruikt energie anders dan één met kleinere schijven en minimale dataprotectie. Daarom vereist een zinvolle vergelijking van energie-efficiëntie normalisatie rond de specifieke configuraties die zouden voldoen aan de werkelijke behoeften van een klant.

Voorzichtigheid vooraf: Prestatiebenchmarks vermomd als energie-efficiëntiemetriek

Prestatiebenchmarktests zoals de Trans Optimal Point Hot Band Workload Test (TOPHBWT) meten IOPS per watt op basis van een specifieke synthetische workload met beperkte duur. Hoewel een dergelijke metriek de piekefficiëntie in een bepaald scenario kan benadrukken, houdt het geen rekening met de verschillende workloadconfiguraties en operationele eisen waarmee verschillende klanten te maken kunnen krijgen. Daarom moeten klanten voorzichtig zijn bij het interpreteren van dergelijke resultaten, omdat ze mogelijk niet de werkelijke energie-efficiëntie van een opslagsysteem weerspiegelen wanneer ze zijn geconfigureerd om aan hun specifieke behoeften te voldoen.

Het is ook belangrijk om op te merken dat prestatiebenchmarks sterk kunnen worden beïnvloed, afhankelijk van hoeveel testdata ze in de cache kunnen plaatsen, een testartefact uit het op harde schijven (HDD) gebaseerde tijdperk. Wanneer data uit de cache worden gehaald, versnelt dit de I/O en verhoogt het de totale benchmarkscore. De realiteit is dat applicatiedata niet altijd beschikbaar zijn in de cache en dat ze over een langere periode moeten worden opgehaald vanuit de locatie – de opslagmedia. Dit betekent dat het werkelijke energieverbruik en de prestatie-impact van het ophalen van data niet volledig worden vastgelegd door benchmarks zoals TOPHBWT. Als gevolg daarvan zullen systemen die kunnen schalen naar zeer hoge “helden”-IOPS-cijfers, ongeacht de kosten, de configuratie en het totale energieverbruik, energiezuiniger lijken te zijn dan systemen die dat niet kunnen. Maar voordat we de “Hoogste IOPS = Hoogste energie-efficiëntie”-benadering accepteren, gaan we er iets meer over in.

Hier is een vereenvoudigd voorbeeld van een opslagoplossing voor datacenters die het aantal controllers en/of het aantal uitbreidingsschappen kan schalen om prestaties en capaciteit te schalen:

Tabel 1: Jaarlijks energieverbruik als arraycontrollers of uitbreidingsschappen worden toegevoegd om aan de capaciteitsvereisten te voldoen.

Tabel 1 illustreert hoe IOPS per watt constant blijft over arrayconfiguraties met 2 tot 10 controllers, uitgaande van geen uitbreidingsschappen. Het jaarlijkse energieverbruik verschilt echter aanzienlijk. Het vergelijken van de 2 controller met 8 uitbreidingsplankenoplossing met de 10 controller geen uitbreidingsplankoplossing met behulp van de bijbehorende IOPS/Watt-waarden suggereert dat de 10 controllerconfiguratie het meest energie-efficiënt is, ook al gebruikt het bijna het dubbele van de energie! Een interessante truc als u het ons vraagt. 

In dit voorbeeld overtreft de vereiste opslagcapaciteit, 4,8 PB, wat allemaal behalve een systeem met 10 controllers kan bevatten in alleen de controllerbehuizingen. (Er zijn ten minste enkele uitbreidingsschappen vereist in de andere voorbeelden in tabel 1.) De tweede regel (in tabel 1) voor elke controllerhoeveelheid illustreert het resultaat wanneer alleen uitbreidingsschappen worden gebruikt om aan de capaciteitsvereiste te voldoen. Voor opslagsystemen die het aantal controllers samen met de capaciteit schalen, is IOPS/Watt het grootst voor configuraties met minder of geen uitbreidingsschappen. Ondanks het feit dat de uitbreidingsschappen zelf minder dan 25% van het vermogen van twee extra controllers verbruiken, hebben ze een negatieve invloed op de waarde van de IOPS/Watt-metriek. Deze dynamische dynamiek stimuleert leveranciers om capaciteit te schalen door controllers toe te voegen in plaats van de planken uit te breiden om de hoogste IOPS/Watt te bereiken, zelfs wanneer aanvullende IOPS niet nodig zijn. Dat verhoogt onnodig zowel de kosten als het energieverbruik, waarbij effectief wordt aangenomen dat het totale energieverbruik van de oplossing er niet toe doet. Het is zelfs belangrijk en de noodzaak om controllers toe te voegen naarmate de capaciteit wordt uitgebreid, kan ertoe leiden dat klanten verspillende, energie-inefficiënte oplossingen met een veel hoger energieverbruik kopen dan anders nodig zou zijn. 

Daarom gelooft Pure Storage in een uitgebreidere en transparantere aanpak van de evaluatie van opslagoplossingen bij onze klanten – een aanpak die eerst de kenmerken van de workload en de maximale prestatievereisten vaststelt en vervolgens de energie- en opslagefficiëntie voor verschillende oplossingsopties onderzoekt.  

Overwegingen bij het kiezen van de juiste opslagoplossing

Voor de meeste enterprise storage-aankopen geven klanten om de afwegingen tussen een aantal verschillende maatregelen: prestaties, capaciteit, energieverbruik, kosten, gebruiksgemak en waarschijnlijk een paar andere. Bij Pure Storage geloven we dat ondernemingen eenvoudige en transparante statistieken moeten gebruiken om opslagoplossingen te evalueren.  Het gebruik van statistieken zoals opslagcapaciteit per watt (TB/watt), opslagdichtheid per rackeenheid (TB/RU), watt per maximale verwerkingscapaciteit (watt/GB-doorvoer) en $/effectieve capaciteit zorgt ervoor dat elke configuratie voldoet aan de doelstellingen voor prestaties, schaalbaarheid en totale eigendomskosten. Een voorbeeld van hoeveel duidelijker vergelijkingen van efficiëntie worden, is te zien in de kolom TB/Watt in tabel 1.  De configuraties die jaarlijks de minste hoeveelheid energie gebruiken en voldoen aan de prestatie- en capaciteitsvereisten hebben de hoogste waarde. Wij zijn ervan overtuigd dat systemen die zijn ontworpen om flash-achtige flash in plaats van soortgelijke disks te gebruiken, altijd efficiënter zullen zijn in termen van energieverbruik en rackruimtegebruik.

De energie- en ruimte-efficiëntievoordelen van Pure Storage draaien om het feit dat we flash als flash beheren en opslagapparaten kunnen inzetten die binnenkort tot vijf keer zo groot in volume zijn als de grootste commodity SSD’s die momenteel worden verzonden, maar ongeveer dezelfde hoeveelheid stroom verbruiken (per apparaat). We verzenden de afgelopen twee jaar 75TB DirectFlash®-modules (DFM’s), flash-opslagapparaten van ons eigen ontwerp, en zullen later dit jaar 150TB DFM’s verzenden. Hoewel sommige leveranciers van opslagschijven 60TB SSD’s hebben aangekondigd, verzenden de meeste leveranciers van opslagsystemen slechts 15TB en 30TB SSD’s in volume. Dit dichtheidsvoordeel stelt ons in staat om zeer efficiënte multi-PB-opslaginfrastructuren te bouwen tegen $/GB-kosten die concurreren met op HDD gebaseerde systemen van vergelijkbare grootte. We hebben ook kleinere DFM-formaten, waaronder 2,2 TB, 4,5 TB, 9,1 TB, 18TB, 36TB en 48TB, die veel van dezelfde voordelen bieden (in termen van hoe we de flashmedia beheren voor efficiëntie en de betrouwbaarheid van de apparaten) voor kleinere systemen.

Energie-efficiëntie evalueren

Om de energie-efficiëntie van opslagsystemen op zinvolle wijze te vergelijken, is het essentieel om configuraties te evalueren die zijn afgestemd op realistische toepassingen, workloads en use cases. Wat het belangrijkst is, is hoe een systeem presteert in de specifieke context waarin het zal worden ingezet. Hoewel een benchmark bijvoorbeeld de piekefficiëntie van een systeem onder een hoge IOPS-workload met minimale dataprotectie kan benadrukken, vereisen de meeste bedrijfstoepassingen een meer evenwichtige aanpak – factoring in opslagcapaciteit, fouttolerantie, operationele kosten op lange termijn, dataservices en cyberveerkracht in het geval van datacorruptie (of als gevolg van cyberaanvallen).

De afwegingen tussen prestaties, energieverbruik en ruimte-efficiëntie zijn essentiële overwegingen voor ondernemingen. Wat kan lijken op een efficiënte oplossing in een benchmark, presteert mogelijk niet zo goed wanneer het wordt geschaald om te voldoen aan de opslagdiensten, applicatieprestaties, dataprotectie en capaciteitsbehoeften van een bedrijf. Focussen op slechts één efficiëntiemetriek kan leiden tot te veel of te weinig kopen om aan alle behoeften van de klant te voldoen. Door ervoor te zorgen dat energie-efficiëntiemetrieken zijn gekoppeld aan configuraties die de implementaties in de praktijk weerspiegelen, kunnen klanten beter geïnformeerde beslissingen nemen over de beste opslagsystemen voor hun behoeften.

Hoewel IOPS/Watt-benchmarking met tests zoals TOPHBWT een glimp kan bieden van de energie-efficiëntie van opslagsystemen onder specifieke omstandigheden, bieden ze geen volledig beeld. De configureerbaarheid van moderne opslagoplossingen, samen met de uiteenlopende behoeften van klanten, betekent dat energie-efficiëntie complexer is dan een enkel getal. Het normaliseren van prestatie- en opslagefficiëntiemetrieken naar werkelijke klantconfiguraties biedt een betrouwbaardere manier om systemen te vergelijken.

Ondernemingen moeten ook voorzichtig zijn met leveranciersclaims die uitsluitend gebaseerd zijn op “spec-sheet”-vergelijkingen of theoretische configuraties die de implementaties in de praktijk niet nauwkeurig weerspiegelen. Specsheetnummers kunnen zorgvuldig worden geselecteerd om piekprestaties of efficiëntie onder ideale, vaak onpraktische omstandigheden te benadrukken. Deze vergelijkingen houden vaak geen rekening met hoe opslagsystemen daadwerkelijk zullen worden gebruikt in productieomgevingen, waar de totale eigendomskosten, prestaties, dataprotectie en schaalbaarheidsvereisten drastisch variëren. Klanten moeten altijd vragen of de configuratie die in een benchmark wordt gebruikt iets is dat ze realistisch zouden implementeren en hoe het in de loop van de tijd zou voldoen aan hun bedrijfs- en applicatiebehoeften.

Het voordeel van Pure Storage  

Bij Pure Storage is onze aanpak fundamenteel anders. We beginnen door samen te werken met klanten om hun specifieke bedrijfs- en applicatieprestatievereisten te begrijpen. In plaats van te streven naar een one-size-fits-all-oplossing, richten we ons op de juiste grootte van het systeem om aan die behoeften te voldoen, waarbij we niet alleen prestaties leveren, maar ook superieure energie- en ruimte-efficiëntie. Onze opslagoplossingen zijn ontworpen om flash-achtige flash te gebruiken, waarbij gebruik wordt gemaakt van grotere en efficiëntere flashmodules die een grotere dichtheid en een lager stroomverbruik mogelijk maken in vergelijking met oplossingen op basis van commodity solid-state disk- en mechanische hard disk-configuraties. Hierdoor kunnen onze systemen veel minder energie en ruimte verbruiken dan concurrerende oplossingen, waardoor ze op de lange termijn milieuvriendelijker en kosteneffectiever worden.

Naast onmiddellijke energiebesparingen zijn onze systemen gebouwd om lang mee te gaan en kunnen ze een onbeperkt aantal keren zonder onderbrekingen worden geüpgraded. Ze zijn betrouwbaarder en verkleinen de kans op storingen en de bijbehorende kosten van downtime of dataverlies. Gegevens die de afgelopen 13 jaar zijn verzameld van onze installed base geven aan dat onze klanten routinematig 10 jaar productlevenscycli bereiken met onze opslagsystemen, terwijl onze concurrenten hun klanten routinematig aanmoedigen om elke vier tot vijf jaar te upgraden naar nieuwe producten. Bovendien betekent de levensduur van onze systemen dat ze aanzienlijk minder e-afval genereren, waardoor de milieu-impact van verouderde technologie die naar stortplaatsen wordt gestuurd, tot een minimum wordt beperkt. Door zich te richten op duurzaamheid en duurzaamheid zorgt Pure Storage ervoor dat klanten niet alleen profiteren van geavanceerde prestaties, maar ook van langere productlevenscycli, wat bijdraagt aan een duurzamere en verantwoordere IT-omgeving.

Het is voor ondernemingen van cruciaal belang om verder te gaan dan vergelijkingen op oppervlakteniveau en dieper in te gaan op hoe opslagsystemen aansluiten op hun operationele behoeften. Onze uitgebreide aanpak – gericht op de juiste maat van de oplossing voor prestaties, energie-efficiëntie, ruimteoptimalisatie en betrouwbaarheid op de lange termijn – zorgt ervoor dat klanten niet alleen hun bedrijfsdoelstellingen bereiken, maar ook bijdragen aan een duurzamere toekomst door het energieverbruik, ruimtegebruik en e-waste te verminderen.