Evite truques e presenteie-se com um armazenamento eficiente em termos de energia

No mundo do armazenamento corporativo, a sustentabilidade tornou-se uma consideração crítica, mas comparar a eficiência energética entre os produtos de armazenamento é muito mais diferenciado do que um benchmark simples ou uma pontuação de teste de certificação. Embora determinados parâmetros de referência possam afirmar identificar o sistema mais eficiente em termos de energia, a realidade é que esses testes muitas vezes não conseguem capturar toda a gama de fatores que afetam o consumo de energia no mundo real.

Um tamanho não se encaixa em tudo

Os sistemas de armazenamento oferecem várias opções de configuração, como tamanhos de unidade, cache e esquemas de proteção de dados, que afetam diretamente o consumo de energia e espaço. Um único resultado de teste sintético não captura completamente essas variações. Por exemplo, um array de armazenamento configurado com um grande tamanho de cache pode distorcer os resultados em favor de sistemas que priorizam o desempenho do cache, uma tática que não se traduz necessariamente em eficiência energética prática no mundo real.

Muitas dessas configurações são personalizadas com base em requisitos específicos do cliente. Um sistema de armazenamento com unidades maiores ou mais eficientes, mecanismos de proteção de dados mais avançados ou recursos de armazenamento em cache mais substanciais consumirá energia de maneira diferente de uma com unidades menores e proteção mínima de dados. Portanto, uma comparação significativa da eficiência energética exige normalização em torno das configurações específicas que atenderiam às necessidades reais de um cliente.

Atenção à frente: Referências de desempenho disfarçadas como métricas de eficiência energética

Testes de benchmark de desempenho, como o teste de carga de trabalho de banda quente de ponto ideal (TOPHBWT, Trans Optimal Point Hot Band Workload Test) medem IOPS por watt com base em uma carga de trabalho sintética específica e de duração limitada. Embora essa métrica possa destacar a eficiência máxima em um cenário específico, ela não leva em conta as várias configurações de carga de trabalho e demandas operacionais que diferentes clientes podem enfrentar. Portanto, os clientes devem ser cautelosos ao interpretar tais resultados, pois eles podem não refletir a eficiência energética real de um sistema de armazenamento quando configurados para atender às suas necessidades específicas.

Também é importante observar que as referências de desempenho podem ser fortemente influenciadas dependendo de quantos dados de teste eles permitem que sejam armazenados em cache, um artefato de teste da era baseada em unidade de disco rígido (HDD). Quando os dados são recuperados do cache, eles aceleram a I/O e aumentam a pontuação geral do benchmark. A realidade é que os dados do aplicativo nem sempre estão disponíveis no cache e devem ser recuperados de onde ficam por períodos mais longos: a mídia de armazenamento. Isso significa que o verdadeiro consumo de energia e o impacto no desempenho da recuperação de dados não são completamente capturados por referências como TOPHBWT. Como resultado, os sistemas que podem ser dimensionados para números IOPS muito altos, independentemente do custo, da configuração e do consumo geral de energia, parecerão mais eficientes em termos de energia do que aqueles que não conseguem. Mas antes de aceitar a abordagem “IOPS mais alto = eficiência energética mais alta”, vamos nos aprofundar um pouco mais nisso.

Veja um exemplo simplificado mostrando uma solução de armazenamento de datacenter que pode expandir o número de controladores e/ou o número de prateleiras de expansão para expandir o desempenho e a capacidade:

Tabela 1: O consumo anual de energia como controladoras de matriz ou prateleiras de expansão é adicionado para atender aos requisitos de capacidade.

A Tabela 1 ilustra como o IOPS por watt permanece constante em todas as configurações de array com 2 a 10 controladores, supondo que não haja prateleiras de expansão. No entanto, o consumo anual de energia difere significativamente. A comparação do controlador 2 com a solução de 8 prateleiras de expansão com o controlador 10 sem solução de prateleira de expansão usando os valores IOPS/Watt correspondentes sugere que a configuração do controlador 10 é a mais eficiente em termos de energia, embora use quase o dobro da energia. Um truque interessante se você nos perguntar. 

Neste exemplo, a capacidade de armazenamento necessária, 4,8 PB, excede o que todos, exceto um sistema de 10 controladores, podem conter apenas em seus gabinetes de controladora. (Pelo menos algumas prateleiras de expansão são necessárias nos outros exemplos na Tabela 1.) A segunda linha (na Tabela 1) para cada quantidade de controlador ilustra o resultado quando apenas prateleiras de expansão são usadas para atender ao requisito de capacidade. Para sistemas de armazenamento que dimensionam o número de controladores com capacidade, o IOPS/Watt é melhor para configurações com menos ou sem prateleiras de expansão. Apesar de as prateleiras de expansão consumirem menos de 25% da potência de dois controladores adicionais, elas afetam negativamente o valor da métrica IOPS/Watt. Essa dinâmica incentiva os fornecedores a expandir a capacidade adicionando controladores em vez de prateleiras de expansão para alcançar o IOPS/Watt mais alto, mesmo quando IOPS adicionais não são necessários. Isso aumenta desnecessariamente o custo e o consumo de energia, presumindo efetivamente que o consumo total de energia da solução não importa. Na verdade, é importante e a exigência de adicionar controladores conforme a capacidade é expandida pode levar os clientes a comprar soluções desperdiçadas e com baixo consumo de energia com consumo de energia muito maior do que seria necessário de outra forma. 

É por isso que a Pure Storage acredita em uma abordagem mais abrangente e transparente para a avaliação de soluções de armazenamento com nossos clientes, que estabelece primeiro as características da carga de trabalho e os requisitos máximos de desempenho e, em seguida, examina a eficiência de energia e armazenamento em várias opções de solução.  

Considerações para escolher a solução de armazenamento certa

Para a maioria das compras de armazenamento corporativo, os clientes se preocupam com as desvantagens entre várias medidas diferentes: desempenho, capacidade, consumo de energia, custo, facilidade de uso e provavelmente algumas outras. Na Pure Storage, acreditamos que as empresas devem usar métricas simples e transparentes para avaliar soluções de armazenamento.  O uso de métricas como capacidade de armazenamento por watt (TB/watt), densidade de armazenamento por unidade de rack (TB/RU), watts por largura de banda máxima de taxa de transferência (watts/GB de taxa de transferência) e $/capacidade efetiva garante que cada configuração atenda aos objetivos de desempenho, escalabilidade e custo total de propriedade. Um exemplo do quanto as comparações de eficiência se tornam mais claras pode ser visto na coluna TB/Watt na Tabela 1.  As configurações que usam a menor quantidade de energia anualmente e atendem aos requisitos de desempenho e capacidade têm o maior valor. Estamos convencidos de que os sistemas desenvolvidos para usar flash como flash em vez de disco sempre serão mais eficientes em termos de consumo de energia e utilização do espaço em rack.

As vantagens da eficiência de energia e espaço da Pure Storage se concentram no fato de que gerenciamos o flash como flash e podemos implantar dispositivos de armazenamento que em breve serão até cinco vezes maiores em volume do que as maiores SSDs de commodity que estão sendo enviadas hoje, mas consomem aproximadamente a mesma quantidade de energia (por dispositivo). Temos enviado módulos DirectFlash® Modules) de 75TB, que são dispositivos de armazenamento flash de nosso próprio design, nos últimos dois anos e enviaremos DFMs de 150TB a partir do final deste ano. Embora alguns fornecedores de unidades de armazenamento tenham anunciado SSDs de 60TB, a maioria dos fornecedores de sistemas de armazenamento está enviando apenas SSDs de 15TB e 30TB em volume. Essa vantagem de densidade nos permite criar infraestruturas de armazenamento multi-PB muito eficientes a custos de US$/GB que rivalizam com sistemas baseados em HDD de tamanho comparável. Também temos tamanhos menores de DFM, incluindo 2,2 TB, 4,5 TB, 9,1 TB, 18TB, 36TB e 48TB, que trazem muitos dos mesmos benefícios (em termos de como gerenciamos a mídia flash para eficiência e confiabilidade dos dispositivos) para sistemas menores.

Avaliação da eficiência energética

Para comparar significativamente a eficiência energética dos sistemas de armazenamento, é essencial avaliar configurações que se alinham com aplicativos, cargas de trabalho e casos de uso realistas. O que mais importa é como um sistema funciona no contexto específico em que será implantado. Por exemplo, embora um benchmark possa destacar a eficiência máxima de um sistema sob uma carga de trabalho de alta IOPS com proteção mínima de dados, a maioria dos aplicativos corporativos exige uma abordagem mais equilibrada, considerando a capacidade de armazenamento, a tolerância a falhas, os custos operacionais de longo prazo, os serviços de dados e a resiliência cibernética no caso de corrupção de dados (ou devido a ataques cibernéticos).

As desvantagens entre desempenho, consumo de energia e eficiência de espaço são considerações vitais para as empresas. O que pode parecer uma solução eficiente em um benchmark pode não ter um bom desempenho quando dimensionado para atender aos serviços de armazenamento, desempenho de aplicativos, proteção de dados e necessidades de capacidade de uma empresa. O foco em apenas uma métrica de eficiência pode levar a comprar muito ou pouco para atender a todas as necessidades dos clientes. Ao garantir que as métricas de eficiência energética estejam vinculadas a configurações que refletem implantações do mundo real, os clientes podem tomar decisões mais informadas sobre os melhores sistemas de armazenamento para suas necessidades.

Embora o benchmarking de IOPS/Watt com testes como TOPHBWT possa fornecer um vislumbre da eficiência energética dos sistemas de armazenamento em condições específicas, eles não fornecem um panorama completo. A configurabilidade das soluções de armazenamento modernas, juntamente com as diferentes necessidades dos clientes, significa que a eficiência energética é mais complexa do que um único número. A normalização das métricas de desempenho e eficiência de armazenamento para as configurações reais do cliente oferece uma maneira mais confiável de comparar sistemas.

As empresas também devem ser cautelosas em relação a reivindicações de fornecedores com base exclusivamente em comparações de “folha de especificações” ou configurações teóricas que não refletem com precisão as implantações do mundo real. Os números das especificações podem ser cuidadosamente selecionados para destacar o desempenho máximo ou a eficiência em condições ideais, muitas vezes impraticáveis. Essas comparações frequentemente não explicam como os sistemas de armazenamento serão realmente usados em ambientes de produção, onde o custo total de propriedade, desempenho, proteção de dados e requisitos de escalabilidade variam drasticamente. Os clientes devem sempre perguntar se a configuração usada em um benchmark é algo que eles implantariam de maneira realista e como atenderia às suas necessidades de negócios e aplicativos ao longo do tempo.

A vantagem da Pure Storage  

Na Pure Storage, nossa abordagem é fundamentalmente diferente. Começamos colaborando com os clientes para entender seus requisitos específicos de desempenho de aplicativos e negócios. Em vez de oferecer uma solução única, nos concentramos em dimensionar corretamente o sistema para atender a essas necessidades, oferecendo não apenas desempenho, mas também eficiência superior de energia e espaço. Nossas soluções de armazenamento são desenvolvidas para usar flash como flash, aproveitando módulos flash maiores e mais eficientes que permitem maior densidade e menor consumo de energia em comparação com soluções baseadas em configurações de disco de estado sólido e disco rígido mecânico. Isso permite que nossos sistemas consumam muito menos energia e espaço do que as soluções concorrentes, tornando-os mais ecológicos e econômicos no longo prazo.

Além de oferecer economia imediata de energia, nossos sistemas são desenvolvidos para durar e podem ser atualizados sem interrupções por um número ilimitado de vezes. Eles são mais confiáveis, reduzindo a probabilidade de falhas e os custos associados de tempo de inatividade ou perda de dados. Os dados coletados de nossa base instalada nos últimos 13 anos indicam que nossos clientes estão rotineiramente alcançando ciclos de vida de produto de 10 anos com nossos sistemas de armazenamento, enquanto nossos concorrentes rotineiramente incentivam seus clientes a fazer upgrade para novos produtos a cada quatro a cinco anos. Além disso, a longevidade dos nossos sistemas significa que eles geram significativamente menos lixo eletrônico, ajudando a minimizar o impacto ambiental da tecnologia desatualizada sendo enviada aos aterros sanitários. Ao se concentrar em durabilidade e sustentabilidade, a Pure Storage garante que os clientes se beneficiem não apenas do desempenho de ponta, mas também dos ciclos de vida mais longos do produto, contribuindo para um ambiente de TI mais sustentável e responsável.

É essencial que as empresas ultrapassem as comparações no nível da superfície e vejam melhor como os sistemas de armazenamento se alinham às suas necessidades operacionais. Nossa abordagem abrangente, centrada no dimensionamento correto da solução para desempenho, eficiência energética, otimização de espaço e confiabilidade de longo prazo, garante que os clientes não apenas atendam aos seus objetivos de negócios, mas também contribuam para um futuro mais sustentável ao reduzir o consumo de energia, o uso do espaço e o desperdício eletrônico.