Вернуться на все новости от 26 января 2009 г.

Кружатся диски - когда это нужно

Технология так называемых "массивов с простаивающими дисками" (Massive Arrays of Idle Disks, MAID) в течение нескольких лет используется для снижения затрат на электроэнергию, требуемую для хранения данных. Подходы, предполагающие включение и отключение жестких дисков, снижают уровень энергопотребления, переводя требующие больших энергоресурсов дисководы в режим ожидания, когда они не используются.

Технология так называемых массивов с простаивающими дисками (Massive Arrays of Idle Disks, MAID) в течение нескольких лет используется для снижения затрат на электроэнергию, требуемую для хранения данных. Подходы, предполагающие включение и отключение жестких дисков, снижают уровень энергопотребления, переводя требующие больших энергоресурсов дисководы в режим ожидания, когда они не используются.

Первые версии продуктов MAID (их называют MAID первого поколения, MAID 1.0 или даже старые MAID) имеют два недостатка. Во-первых, дисководам, вращение которых остановлено, требуется несколько минут для того, чтобы снова разогнаться до нужной скорости, а это неприемлемо долго и приводит к слишком большим потерям в производительности для многих приложений. Во-вторых, большинство поставщиков решений категории MAID 1.0 в каждый момент времени поддерживают в активном состоянии только ограниченную часть дисков, зачастую всего 25%.

Решения, которые можно было бы назвать MAID 2.0, обладают более широкими возможностями в части экономии электроэнергии за счет увеличения числа возможных режимов (вместо простого включения и отключения в MAID 1.0), что позволяет поддерживать различные типы данных. Такие файлы, как финансовые документы или результаты медицинских анализов, должны храниться несколько лет и иногда даже дольше, но сами данные при этом не меняются. Скажем, рентгеновские снимки следует хранить, и эти файлы остаются неизменными, хотя на практике к ним редко кто обращается впоследствии. Подобная неизменяемая информация идеально подходит для приложений MAID 2.0.

Дисководы потребляют около 80% всей энергии, требующейся для хранения данных, и, если технологии не отражают этого обстоятельства, то они никогда не найдут широкого применения. И MAID 1.0, и MAID 2.0 удовлетворяют этому требованию, но MAID 2.0 дает дополнительные преимущества, позволяя поддерживать высокую производительность. Подход, реализованный в MAID 1.0 и предусматривающий отключение вращающихся дисков, может позволить значительно сократить уровень энергопотребления, но, поскольку это крайне негативно отражается на производительности приложений, в большинстве практических ситуаций оно неприемлемо. Главная цель технологий MAID 2.0 состоит в том, чтобы обеспечить экономию электроэнергии для широкого круга приложений таким образом, чтобы не влиять на их производительность.

В решениях категории MAID 2.0 пользователь в зависимости от приложений может определить несколько уровней снижения энергопотребления, и соответствующие действия предпринимаются в зависимости от уровня. Уровень Level 1 означает самое быстрое время ответа, но при этом позволяет экономить электроэнергию, что идеально подходит таким организациям, как госпитали, в которых требуется быстрый доступ к рентгеновским снимкам и историям болезней пациентов, но при этом можно снижать уровень энергопотребления в периоды простоя.

Многие ошибочно полагают, что в центрах обработки данных с их круглосуточным и ежедневным режимом работы никогда не бывает периодов простоя. Однако, согласно исследованиям, посвященным изучению вопросов доступа к информации, недавно проведенным Калифорнийским университетом в Санта-Круз, 90% всех хранимых данных не были затребованы в течение трех месяцев. Возможность использовать информацию для работы компании не означает, что все имеющиеся в организации диски должны вращаться на полной скорости.

Типичный пользователь может установить для своих устройств хранения Level 1, если в течение 15 минут система находится в неактивном состоянии. В этот момент головки дисков будут парковаться в начальное положение автоматически. Эта простая операция, понятная пользователю, снижает аэродинамическое сопротивление и позволяет уменьшить уровень энергопотребления примерно на 20%. Он обеспечивает время ответа менее одной секунды без резкого увеличения энергопотребления при первом запросе на чтение/запись. Все последующие такие запросы обрабатываются мгновенно.

Level 2, который часто устанавливают после того, как система находится в неактивном состоянии 30 минут, вдвое снижает скорость тарелок диска. Первый запрос на чтение/запись будет выполнен в течение 15 секунд, а последующие запросы обрабатываются мгновенно. Этот уровень обеспечивает экономию электроэнергии не менее 40% и, как правило, используется в тех ситуациях, когда данные требуются время от времени, но не часто, как это происходит, например, в случае с архивированным файлами с документами, электронными таблицами и презентациями.

При Level 3 дисковод переводится в режим легкого сна, а первый запрос на чтение/запись выполняется в течение 30 секунд. Как и в случае с другими уровнями MAID 2.0, последующие запросы обрабатываются мгновенно. Многие пользователи устанавливают Level 3, если система находится в неактивном состоянии больше 60 минут. Это позволяет сократить энергопотребление на 60% или больше, и такое решение идеально подходит для долгосрочного архивирования таких неизменяемых данных, как электронная почта, финансовые документы или медицинские анализы.

Очевидно, что подход MAID 2.0 более гибок и эффективен, чем подход MAID 1.0, при котором диск либо вращается на полной скорости, либо неподвижен. В этом случае нельзя гибко регулировать снижение энергопотребления, и, кроме того, данный подход приводит к сокращению производительности приложений. Снижение энергопотребления, которого позволяют добиться решения MAID 2.0, в любом случае весьма значительно, но еще важнее то, что во многих системах хранения, не поддерживающих MAID 2.0, время ответа на любой запрос чтения/записи составляет от 60 до 120 секунд, причем без какой-либо экономии электроэнергии.

Рещения MAID 2.0 уменьшают время ответа почти на 75% и позволяют значительно снизить уровень энергопотребления и уменьшить затраты. MAID 2.0 – это технология хранения данных, обеспечивающая эффективное использование энергии, с самыми широкими сферами применения. Она не приводит к снижению производительности, ее легко реализовать и она позволяет уменьшить основную долю расходов – расходы на электроэнергию, требуемую для работы дисководов. Пользователи MAID 2.0 добиваются экономии энергии в пределах от 20 до 60% и даже больше, и во многих случаях их приложения работают с большей производительностью, чем при использовании альтернативных решений, вообще не позволяющих снижать энергоемкость.

Боб Вулери – старший вице-президент компании Nexsan Technologies по маркетингу.