โซลิดสเตตไดรฟ์ (SSD) ที่เหมาะสมมีความสำคัญ

สำหรับกลุ่ม IT มีความเข้าใจผิดกันอยู่พอสมควรเกี่ยวกับโซลิดสเตตไดรฟ์ (SSD) หลายคนเข้าในว่าไดรฟ์ประเภทนี้มีการทำงานเหมือน ๆ กันและไม่มีข้อแตกต่างใด ๆ เนื่องจากใช้หน่วยความจำแฟลชเพียงอย่างเดียว แต่มันไม่ได้เป็นเช่นนั้น

โครงสร้างของ SSD สำหรับไคลเอนท์ เช่น โน้ตบุ๊กหรือเดสก์ทอป (อุปกรณ์ใช้งานทั่วไป) เมื่อเทียบกับ SSD สำหรับศูนย์ข้อมูลจะแตกต่างกันอย่างมาก เนื่องจากรูปแบบการทำงานมีความแตกต่างจากกันอย่างมาก การทำงานของเซิร์ฟเวอร์มักต้องรักษาระดับความสามารถในการทำงานอย่างต่อเนื่อง 100 เปอร์เซ็นต์ตลอด 24 ชั่วโมงแบบไม่มีวันหยุด แต่สำหรับคอมพิวเตอร์ที่เราใช้ระหว่างวัน หรือแม้แต่กับเครื่องเสมือนจริง เราเพียงแค่ใช้ทรัพยากรบางส่วน และมีเวลาที่เปิดเครื่องทิ้งไว้อยู่เป็นจำนวนมาก

ไดรฟ์ที่ติดตั้งกับเซิร์ฟเวอร์จะต้องทนต่อการใช้งานและเงื่อนไขด้านประสิทธิภาพในการทำงานอย่างต่อเนื่องแบบหนักหน่วง เราไม่สามารถถอด SSD จากโน้ตบุ๊กเพื่อมาติดตั้งสำหรับใช้กับศูนย์ข้อมูลได้ เหมือนกับที่เราไม่สามารถคาดหวังว่าเครื่องยนต์สมรรถนะปกติจะสามารถนำมาใช้กับรถกึ่งบรรทุกได้ ศูนย์ข้อมูลต้องการไดรฟ์สำหรับองค์กรขนาดใหญ่ซึ่งผลิตขึ้นมาโดยเฉพาะเพื่อให้การทำงานคาดการณ์ได้

SSD ที่มีประสิทธิภาพในการทำงานสม่ำเสมอ

SSD ปัจจุบันถูกนำมาใช้อย่างหลากหลายมากขึ้นในศูนย์ข้อมูลเมื่อเทียบกับในอดีต ในยุคแรก ๆ ไม่ค่อยมีใครรู้จัก SSD เท่าไรนัก ฝ่าย IT เองกลับรู้สึกไม่แน่ใจกับไดรฟ์ประเภทนี้ด้วยซ้ำ แต่เมื่อเทคโนโลยีนี้ได้รับการยอมารับมากขึ้น SSD ก็ถูกเลือกนำมาใช้กับระบบการทำงานประสิทธิภาพสูง ความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพในการทำงานจากไดรฟ์ประเภทนี้จึงเป็นสิ่งที่ทุกคนคาดหวัง

เพื่อผลิต SSD ที่สามารถตอบสนองความต้องการของศูนย์ข้อมูล เป้าหมายสำคัญจึงเป็นความสม่ำเสมอของการทำงานทั้งในด้าน IOPS และค่าหน่วงเวลา เพื่อทำการทดสอบ จึงมีการพัฒนาสคริปต์ทดสอบประสิทธิภาพขึ้นเพื่อตรวจสอบการทำงานของ IO ภายใต้รูปแบบการทดสอบที่ยาวนานเป็นพิเศษ

สิ่งที่ผู้ผลิตต้องการและสิ่งที่ฝ่าย IT คาดหวังคือความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพในการทำงานเมื่อทดสอบตามเกณฑ์ชี่วัดกับเงื่อนไขการทำงานของตนเอง การควบคุมความสม่ำเสมอในการทำงานอาจไม่สามารถทำได้แบบ 100 เปอร์เซ็นต์ แต่สิ่งที่เราต้องการหลีกเลี่ยงคือการกระเพื่อมของประสิทธิภาพในการทำงาน หรือที่เราเรียกว่าปรากฏการณ์ “ต้นคริสตมาส” จากการสื่อสารของ IO จากเส้นกราฟการรับส่งข้อมูล

ไดรฟ์ที่ไม่ได้มีการปรับแตี่งมาอย่างเหมาะสมจะมีการแกว่งของประสิทธิภาพในการทำงานสูงมาก ณ จุด ๆ หนึ่งไดรฟ์อาจรองรับการทำงานได้ถึง 50,000 IOPS และตกลงมาอยู่ที่ 20,000 IOPS ก่อนที่จะดีดกลับไปที่ 60,000 IOPS อีกครั้ง แม้ว่าการทำงานในระดับสูงสุดจะดูน่าพอใจมากตามเอกสารข้อมูลทางเทคนิคและข้อมูลนำเสนอเพื่อการขาย แต่จุดพีคของประสิทธิภาพในการทำงานไม่ได้เป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพในภาพรวมแต่อย่างใด SSD สำหรับศูนย์ข้อมูลและองค์กรขนาดใหญ่ของ Kingston ออกแบบมาเพื่อให้ประสิทธิภาพในการทำงานที่สม่ำเสมอ แม้ว่าจะต้องแลกกับขีดความสามารถสูงสุดของไดรฟ์ออกไปบ้าง

ความสม่ำเสมอในการทำงานนี้ทำให้มั่นใจว่าลูกค้าจะไม่รู้สึกผิดหวังกับการแกว่งของประสิทธิภาพในการทำงาน แต่สามารถจัดการคลัสเตอร์จัดเก็บข้อมูลของตนเองได้ในรูปแบบที่คาดการณ์ได้ ประสิทธิภาพในการทำงานที่สม่ำเสมอและต่อเนื่องนี้เกิดขึ้นได้โดยอาศัยเฟิร์มแวร์ของตัว SSD การจัดสรรพื้นที่ส่วนเกินและขนาดแคชสำหรับเขียนข้อมูล

ไดรฟ์ที่ทำงานในรูปแบบที่คาดการณ์ได้ดีกว่าจะทำให้สามารถจัดสรรส่วนการทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือมากกว่า และเป็นไปตามเงื่อนไขข้อตกลงระดับบริการ (SLA)

แล้วคำสั่งจากโฮสต์ที่ต้องถูกส่งไปยังไดรฟ์ล่ะ

ส่วนการทำงานเบื้องหลังที่มีอยู่มากมาย เช่น คำสั่ง TRIM ระบบรวบรวมข้อมูลขยะ และคำสั่งจากโฮสต์ ล้วนเป็นองค์ประกอบที่ต้องพิจารณาระหว่างการพัฒนาเฟิร์มแวร์ควบคุมการทำงาน ในส่วนของฮาร์ดแวร์ เราเลือกใช้แคช DRAM ขนาดใหญ่กับ SSD เพื่อรองรับตารางเทียบผังไดรฟ์ทั้งหมดหรือส่วนใหญ่ และใช้เป็นบัฟเฟอร์สำหรับการเขียนข้อมูลสำหรับการเขียนข้อมูลขาเข้าไปยัง SSD

ค่าหน่วงเวลามีผลกระทบต่อการทำงานลักษณะเดียวกับ IO เช่น หากค่าหน่วงเวลาอยู่ในช่วงต่ำกว่า 5ms และกระโดดขึ้นไปที่ 500ms ก่อนที่จะตกลงมาอีกครั้งที่ 5ms ก็อาจเกิดปัญหาเรื่องความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพในการทำงานที่กระทบต่อแอพพลิเคชั่นที่ใช้อย่างเห็นได้ชัด

ลูกค้ากลุ่มศูนย์ข้อมูลมีการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา โดยที่ผู้จัดจำหน่าย SSD ก่อนหน้านี้อาจแนะนำให้ลูกค้าติดตั้งไดรฟ์ระดับไคลเอนท์ที่มีคุณภาพดีแทน และเปลี่ยนไดรฟ์ใหม่เมื่อเกิดปัญหา แต่ในปัจจุบัน ลูกค้ากลุ่มศูนย์ข้อมูลมีการใช้งาน SSD แบบเต็มประสิทธิภาพเริ่มมองเห็นปัญหาที่เกิดขึ้นจากประสิทธิภาพในการทำงานที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้เริ่มมีการทดสอบไดรฟ์ที่จะใช้งาน

SSD สำหรับองค์กรขนาดใหญ่ที่ดีที่สุดในปัจจุบันเลือกใช้แคช DRAM ขนาดใหญ่ที่ทำงานภายใต้เฟิร์มแวร์เพื่อควบคุมการทำงานให้สม่ำเสมอมากที่สุด ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ของความสม่ำเสมอในทำงานอาศัยรหัสสั่งการจากเฟิร์มแวร์ ซึ่งเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์จาก Kingston

SATA เทียบกับ NVMe - ไม่ใช่มาตรฐาน Plug & Play เสียทีเดียว

ในตลาดปัจจุบัน ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ของ SSD ที่ถูกใช้งานยังเป็นแบบ Serial SATA (SATA) อยู่ มาตรฐาน SATA ถือว่ามีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่ค่อนข้างรวดเร็ว และใช้พื้นที่น้อยบนเมนบอร์ด ทำให้สามารถติดตั้งไดรฟ์ที่ตั้งค่าโพรไฟล์ RAID ที่เหมาะสมที่สุดได้มากกว่า

ทั้งนี้มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในอุตสาหกรรมสื่อบันทึกข้อมูลที่เริ่มหันหลังให้กับอินเทอร์เฟซ SATA และเลือกใช้ NVMe (หน่วยความจำถาวรความเร็วสูง) แทน เนื่องจาก NVMe ได้รับการออกแบบใหม่ทั้งหมดสำหรับ SSD ที่ใช้หน่วยความจำแฟลช ข้อมูลวิเคราะห์เชิงคาดการณ์ล่าสุดระบุว่าในอีกไม่กี่ปีต่อจากนี้ จะมีการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญกับเซิร์ฟเวอร์ เนื่องจาก NVMe จะสามารถก้าวผ่านข้อจำกัดด้าน IO และค่าหน่วงเวลาที่พบจากอินเทอร์เฟซฮาร์ดไดรฟ์แบบเดิม ๆ

SSD ในช่วงสิบปีที่ผ่านมาผลิตโดยใช้อินเทอร์เฟซฮาร์ดไดรฟ์ซึ่งก็สมเหตุสมผลดี แต่ผู้เชี่ยวชาญด้านสื่อบันทึกข้อมูลทราบมาหลายปีแล้วว่ามีอินเทอร์เฟซที่ดีกว่านี้สำหรับ SSD PCIe เป็นอินเทอร์เฟซที่น่าสนใจสำหรับ SSD แต่เซิร์ฟเวอร์หลาย ๆ ตัวในปัจจุบันมีข้อจำกัดด้านความจุและจำนวนช่องสัญญาณที่ใช้ได้

ความเป็นจริงคือเราไม่พร้อมที่จะปรับเปลี่ยนทุกอย่างในข้ามคืนมาเป็น NVMe

บทวิจารณ์

หลักเกณฑ์ชี้วัดเชิงประสิทธิภาพของ Kingston ด้านความสม่ำเสมอในการทำงานไม่แตกต่างกัน ไม่ว่าจะสำหรับอินเทอร์เฟซ SATA หรือ NVMe NVMe มีค่าหน่วงเวลาที่ต่ำกว่าและ IO ที่สูงกว่า ลูกค้าจึงคาดหวังประสิทธิภาพที่เหนือกว่าอย่างเห็นได้ชัดเมื่อใช้ไดรฟ์ NVMe

แต่เมื่อต้องเลือก SSD สำหรับองค์กรที่เหมาะสม ศูนย์ข้อมูลควรมองหา SSD ที่สามารถลดค่าหน่วงเวลาและข้อจำกัดด้าน IO เป็นสำคัญ

ประการสุดท้าย คือลูกค้าจะต้องพิจารณาโครงสร้างพื้นฐานของตนเองว่าพร้อมสำหรับสอินเทอร์เฟซสื่อบันทึกข้อมูลแบบใหม่ที่ทำงานได้รวดเร็วกว่าหรือไม่ SSD มีความสำคัญ และการตัดสินใจของลูกค้าในการใช้งานกับศูนย์ข้อมูลของตนก็มีข้อจำกัดมากมายที่ต้องพิจารณามากขึ้นเรื่อย ๆ

#KingstonIsWithYou