IBM Storage - skm-informatik.de...0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010...

© 2012 IBM Corporation1 Storage Sales University 2012© 2011 IBM Corporation

SSDs und Flashsysteme -Ist das Ende der drehenden Platte gekommen?

Bernd Albrecht

[email protected]

IBM Storage

Technologietag 2014

© 2013 IBM Corporation3

2

3

4

IBM FlashSystem Disksysteme (840 / V840 )

Agenda

5 Wie kann man dem rasanten Datenwachstum intelligent begegnen?

Flashspeicher bringt ist das ? 1

Flashspeichertechnologie - Wo geht es hin ?

Verfügbarkeit und Unterschiede bei Flash und SSDs –

wo liegen die Unterschiede

Welcher Storage ist für meine Geschäftsprozesse optimal?

6


0,000001

0,00001

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

10

100

1000

10000

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

Are

al

Den

sit

y (

Gb

/in

2)

Year

Die Geschichte der HDD Speicherdichte

100% CAGR

25% CAGR

60% CAGR

25-40% CAGR

IBM RAMAC (1st Hard Drive)

Thin film head

MR head

GMR head

Limit of Existing Technology

Perpendicular Recording


Entwicklung der letzten Jahre – Performance und Preis

Performance-Entwicklung Hard-Disk (IOPS)

0,1

1

10

100

1000

1985 1990 1995 2000 2005 2010

15k RPM

10k RPM

Desktop5400 & 7200

<= 7200 RPM

… im Vergleich (über die letzen 10 Jahre)

CPU Geschwindigkeit 8-10x DRAM Geschwindigkeit 7-9x Netzwerk 100x Bus Geschwindigkeit 20x Disk Drive Geschwindigkeit 1.2x

IO Rate per GB und Hard Disk Drive Generationseit 1990 um Faktor 100 schlechter

RPM Latency (ms) Seek (ms) IO/s *

FC/SAS 15000 2 4 167

FC/SAS 10000 3 5 125

SATA/SAS 7200 4.2 9 76

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

2006 2008 2010 2012

Flash

Disk

Preisentwicklung Disk und Flash pro GB


Flash Benefit

Time

I/O Serviced by Disk

1. Issue I/O request (~ 100 μs)

2. Wait for I/O to be serviced (~ 5,000 μs)

3. Process I/O (~ 100 μs)

Time to process 1 I/O request = 200 μs + 5,000 μs = 5,200 μs

CPU Utilization = Wait time / Processing time = 200 / 5,200 = ~4%

Processing~100µs ~100µs

Waiting~5000 µs

CPU State

1 I/O Request


Flash Benefit Within an I/O Request

Time

I/O Serviced by Flash Memory

1. Issue I/O request (~ 100 μs)

2. Wait for I/O to be serviced (~ 200 μs)

3. Process I/O (~ 100 μs)

Time to process 1 I/O request = 200 μs + 200 μs = 400 μs

CPU Utilization = Wait time / Processing time = 200 / 400 = ~50%

Processing~100µs ~100µs

Waiting~200 µs

CPU State

1 I/O Request

Up to 12X Application benefit by only changing storage latency!


Transaction Workload

Leistungssteigerungen – wenig Flash mit großer Wirkung!

nur 5% der Gesamtkapazität eines Plattensubsystems mit Flash SSD‘s

automatisches Tiering aktiviert


2

3

4


Agenda







6


Hard Disk Drive (HDD)

Rotierenden Scheiben, mechanischen Arm

Größeres Risiko von Datenverlusten

Solid State Drive (SSD)

Keine beweglichen Teile

robuster und zuverlässiger

Hohe Latenzzeiten durchschnittlich 2 ms

Niedrigere Responsefähigkeit

Niedrige Latenz durchschnittlich 65us

50x bessere I/O Performance

Active: 16 watts1

Idle: 11 watts1

Mehr Watt, mehr Wärme, mehr Kosten

Active: ≤6 watts2

Idle: <0.65 watts2

Weniger Watt, weniger Hitze, weniger Kosten

Mehrere Festplatten-Arrays / Racks

Zusätzliche Energie und

Kühlkosten

Weniger Festplatten-Arrays / Racks

Weniger Energie und Kühlkosten

Performance

Verfügbarkeit

Strom-verbrauch

Platz-anforderungen

Solid State Drives: Architected for the Data CenterEntwickelt, um die Effizienz der Rechenzentren zu verbessern

1 Seagate Cheetah 15K.7 datasheet2 Intel® SSD DC S3700 datasheet

10

source: Intel®


Flashspeicher Anbieter

mehr

als 200

Anbieter


SSD - Flash Arten

IBM Enterprise x-Architecture

Endurance „Durchhaltevermögen“:

TBW „TeraBytes Written“

- liefert einen Vergleichswert, wie viel auf eine SSD innerhalb eines

Zeitraums (3 oder 5 Jahre/ meist übereinstimmend mit

Garantiezeitraum) geschrieben werden kann (P/E Zyklen)

DWPD „Drive Write Per Day“

- beschreibt wie oft eine SSD pro Tag (über die komplette Kapazität)

überschrieben werden kann (5 Jahre/ unter Einbeziehung des

Garantiezeitraum)

- Mittels DWPD Wertes lässt sich die Lebenszeit der SSDs neutral

vergleichen (Enterprise Value = 0,3 / 1 / 3 , Enterprise =< 10)


Reale Haltbarkeit ist Device abhängig

SLC Flash Konfiguration 5 TB

1 GBps Schreiben

EnduranceYearsGBps

TB8.15

1

000,1005

eMLC Flash Konfiguration 10 TB

1 GBps SchreibenEnduranceYears

GBps

TB5.9

1

000,3010

MLC Flash Konfiguration 1 TB

500 MBps SchreibenyearathanLess

MBps

TB

500

000,31

Kalkulierbare Haltbarkeit


Feature Intel ® DC S3700 Series Intel ® DC S3500 Series

Capacities (GB) 2.5” 100/200/400/800GB1.8-inch 200/400GB

2.5”- 80/120/160/240/300/480/800GB

1.8” – 80/240/400/800 GB

Form Factors 1.8”/2.5” 1.8”/2.5”

NAND Litho 25nm MLC HET 20nm MLC

Interface SATA 6Gbps (ATA8) SATA 6Gbps(ATA8-ACS2 )

Sequential Performance R/W

(MB/sec)

Up to 500/460 Up to 500/450

Random Performance R/W

(IOPS)

Up to 75K/36K IPOS Up to 75K /11.5K

Average Latency (uS) 50/65µs 50/65µs

Power

(active / standby) (W)

Up to 5.0/0.95 6.0/0.65

Total 4KB random writes Up to 14.6 PB Up to 450 TB (800GB)

Power Safe Write Caching Yes Yes

Security AES-256 AES-256

End-to-End Data Path Protection Yes Yes

Temperature Sensor Yes Yes

Limit In rush Current

(Soft Start Circuit + Staggered Spin Up)

Yes Yes

Beispiel: Intel® SSD - Produktvergleich


IBM Enterprise Value SSDs

Interface 6 Gb/sec

Capacity 64, 128, 256, 512

Sequential Read 350MB/sec

Sequential Write 140 MB/Sec

Random Read 50K IOPS

Random Write 7.5K IOPS

Endurance 64GB: 36 TBW

128GB: 72 TBW

256GB: 175 TBW

512GB: 350 TBW

Reliability 10-16 BER

1.2 million hour MTBF

Security None

Higher reliability

1.4x Faster

3.6x Faster

2x Faster

6.7x Faster

Up to 42x better

Lowest cost / GB, high read performance

Read intensive – web/video serving,

Boot drives, content delivery

Vergleich zwischen Enterprise Value & NEW Enterprise SSDs

NEW IBM Enterprise SAS SSDs

Interface 6Gb/sec

Capacity 200, 400, 800GB

Sequential Read 500MB/sec

Sequential Write 500MB/sec

Random Read 100K IOPS

Random Write 50K IOPS

Endurance

200GB: 3.6 PBW

400GB: 7.3 PBW

800GB: 14.6 PBW

Reliability

10-17 BER

2.5 million hour MTBF3 months data retention at 65⁰C

Security 256-bit AES

High performance an features, high write endurance

Workload with mix of read/write, database, I/O

caching & tiering

10 DWPD<1 DWPD


Leistungsklasse “Flash”

niedrigste Latenz sehr teuer

konstante Performance

niedrige Latenz

faire Latenz teure Festplatte unsymmetrisch Performance

niedrigste Performance

niedrigere Kosten

ηs

ms

sec

us

Tier or Cache

High-Capacity Disk (NLSAS/SATA)

High-Performance Disk (FC /SAS)

FLASH

DRAM

Server Flash PCIe Cards

SAN Shared Flash Only Array

Hybrid Array or SAN SSD

Server Flash SSD

Server Flash DIMMs


Rechenbeispiel: benötige Kapazität 50 TB, 30.000 IOPS

Plattensubsystem mit

• 226 x 300 GB/10K

• 3 Jahre SW-Wartung

Plattensubsystem mit

• 17 x 400 GB Flash SSD‘s

• 23 x 3 TB NL SAS

• 3 Jahre SW Wartung

~ 35%Einsparung


2

3

4


Agenda







6

© 2014 IBM Corporation

Die Lösung eines Problems

Keine Anwendung läuft besser mit Speicher, als sie es ohne Speicher tut

Storage Performance bedeutet Rückkehr der I/Os zur Application so schnell

wie möglich

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Resp

on

se T

ime [

ms]

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 IOPS

FlashSystem 840, 70/30 4K Random Reads

FlashSystem 840

Ideal

Other

Latenzunterschied bedeutet sofortige, höhere Effizienz und Benutzer / Anwendung Produktivität

Nachhaltige Latenz bedeutet Skalierbarkeit der Anwendung, kostengünstig kontrolliertes Wachstum, Investitionsschutz und Wertschöpfung

Premise: Die beste Speicher ist der, der am wenigsten bremst


Flash Kontroller - logisches Design und Flow

Flash Controller™ - FPGAData path, Hardware I/O logic

Look up Tables and Write Buffer

Controls 20 flash Chips

Lookup Tables

DRAM

Control PPC and DRAM Out of Data path operations

Garbage collection, Error Handling, System Health

Wear Leveling, Statistics, etc.

DRAM Write Buffer

Gateway Interface FPGA

I/O and Direct Memory Access

NAND Flash Memory

FPGA

FPGA


Canister-1 Canister-2

Zwei “high-speed non-blocking crossbar”

Busse für maximale Datenbandbreite

von Host Interface Modulen zu Flash

Modulen

FPGA Komponenten im Datenpfad

ermöglichen kleinste Latenzzeiten.

Datenpfade verbinden alle Komponenten

bei höchster Leistungsfähigkeit voll

redundant

Separate Management Busse für alle

Komponenten, die nicht im Daten

Processing liegen

Redundante Batterien und Netzteile

sichern alle Busse und verbundene

Komponenten ab

IBM FlashSystem 840 Architektur

Das System ist von Grund auf für höchste Leistungsfähigkeit, höchste Verfügbarkeit,

unterbrechungsfreie Wartbarkeit und unterbrechungsfreien µ-Code Load designed


IBM FlashSystem 840 - Logische Komponenten

CPUs (18)

Interface Kontroller

Management Module

RAID Kontroller

Flash Module (12)

Rechenpower pur: 18 CPU’s plus 48 Power PC-Chips Serie 7 bei Vollausbau


IBM FlashSystem 840 Highlights

• 1.1M IOPS

• 8 GB/s Bandwidth

• Multiple connectivity interfaces

- 16Gb/8Gb Fibre Channel

- 40Gb QDR InfiniBand

- 10Gb FCoE

• Fully redundant and hot swappable architecture:- Flash modules, power supplies, batteries,

interfaces, fans

• Maintain business continuity with non-disruptive maintenance and updates- Concurrent code load, highly serviceable design

• 2U form factor- minimal footprint for best of breed ROI

• Low power 625 watts

• Field upgradeable, granular capacity

- 4, 8, 12, 16, 20, 24, 32, 40, 48

• Reduce installation and management time with intuitive standardized GUI

• Low Latency 135/90 µs R/W

• Purpose-built, highly parallel design

• Maximize host CPU efficiency and productivity

Macro Efficiency

MicroLatency™

Enterprise Reliability

Extreme Performance


Minimum latency

Write 90 µs

Read 135 µs

Maximum IOPS 4 KB

Read (100%, random) 1,100,00

Read/write (70%/30%, random) 775,000

Write (100%, random) 600,000

Maximum bandwidth 256 KB

Read (100%, sequential) 8 GB/s

Write (100%, sequential) 4 GB/s

IBM FlashSystem 840 Highlights

Kapazitäts-Optionen

Leistung im Überblick

Optimiert für extreme Leistung, flexible Kapazität, höchste Verfügbarkeit und unterbrechungsfreien Komponententausch und µ-Code Update


IBM FlashSystem 840 Initialization USB Tool


840 IBM FlashSystem GUI

Die XIV und Storwize GUI nun auch dem FlashSystem 840

IBM FlashSystem 840 Management GUI


IBM FlashSystem Angebotsvarianten

840 V840 SVC

Degrees of virtualization available:

• HW based encryption

• No software stack

• Advanced software features

• All flash array

• External virtualization

• Advanced software features

• Full scalability

• Full environment virtualization

• VSC license option


IBM FlashSystem V840

Extreme Performance Macro Efficiency Enterprise Reliability

• Scalable to 2.5 million IOPS

• Scalable to 19.2 GB/s

• Mixed Workload

Consolidation

• Advanced Data Services

• Copy Services, mirroring,

replication, external

virtualization, VAAI

• Concurrent code load

• Hot swappable architecture

• AES 256, HW-based encryption

• Fully redundant controllers

• Scale up to 40TB usable and

up to 200TB effective

capacity in only 6U

• Scale up to 320TB usable

and up to 1.6PB effective

capacity in only 36U

• Effective capacity possible

with optional Real-time

Compression

• IBM Real-time Compression

• IBM Easy Tier®

• Thin provisioning

• Copy services• Data Virtualization• Highly available configuration

Accelerate applications with enterprise-class, advanced storage capabilities

IBM MicroLatency™

• 200 µs response time

• Flash-optimized design


(Plan for growth)

IBM FlashSystem V840

(add capacity and performance)

capacity)

Scale-up and Scale-outConfiguration

Maximum Performance – Fixed Build Block(100% Read, Cache Miss)

Latency (4K) 200µs

IOPS (4K) 526,000

Bandwidth (128K) 6.2 GB/s

Maximum Performance – Scaled Out (100% Read, 4 Building Blocks) *

Latency (4K) 200µs

IOPS (4K) 2,520,000


Maximum Performance – Scalable Build Block (100% Read, Cache Miss)

Latency (4K) 200µs

IOPS (4K) 630,000



Advanced software capabilities

Optimized performance at lower overall cost

Automated Tiering

High availabilityconfigurations

Thin Provisioning

More productive use of available storage

Across all supported host platformsWithout thin provisioning, pre-allocated

space is reserved whether the

application uses it or not.

With thin provisioning, applications can

grow dynamically, but only consume space

they are actually using.

Dynamic

growth

Busiest data extents are identified and automatically relocated to highest performing Solid-state Disks

Remaining data extents can take advantage of higher capacity, price optimized disksHot-spots due to poor data layout. Optimized performance and throughput.

AutomaticRelocation

SSDs HDDs SSDs HDDs

IBM Easy Tier SSD Management

Mirror data off-site

Synchronously over Metro distances.

Asynchronously over Global distances.

Application-level consistency groups.Network

Enable continuous data availability

Application-awaresnapshots

Eliminate application downtime for backup

Local and remote replication

Full suite of BC/DR capabilities

Thin Provisioning

More productive use of available storage

Across all supported host platformsWithout thin provisioning, pre-allocated

space is reserved whether the

application uses it or not.

With thin provisioning, applications can

grow dynamically, but only consume space

they are actually using.

Dynamic

growth

Busiest data extents are identified and automatically relocated to highest performing Solid-state Disks

Remaining data extents can take advantage of higher capacity, price optimized disksHot-spots due to poor data layout. Optimized performance and throughput.

AutomaticRelocation

SSDs HDDs SSDs HDDs

IBM Easy Tier SSD Management

Mirror data off-site

Synchronously over Metro distances.

Asynchronously over Global distances.

Application-level consistency groups.Network

Flash FlashDisks Disks

Redefine Tier 1 Performance

FlexibleArchitecture

Flash for LessThan Disk

Easy to Manage

Deep Application Integration

SoftwareDefined Storage

EnterpriseRAS


Flash for less than the cost of disk

ThinProvisioning

Purchase only the storage you need when you need it

Dynamicgrowth

Tipping Point Economics

Real-time Compression

Store more data with less flash

98% Reduction

In Processing Time

50% Reduction

in TCO

97% Reduction

in Physical Footprint

95% Reduction

in Power Consumption

Improve data center economics with better environmentals




Easy to Manage



EnterpriseRAS


Flexible deployment – scale up and scale out

• Grow capacity and performance as needed:

• Enable/disable compression on specific data sets as needed

• Enable/disable automated tiering on data sets as needed

• Extend advanced software functions to third party storage

PerformanceCapacity




Easy to Manage



EnterpriseRAS


2

3

4


Agenda







6


IBM Flash Systems – Wie setzt man es ein?

Performance Booster für OLTP Datenbanken e.g. DB2, Oracle, SAP

OLAP Online Analytic Processing e.g. business intelligence, ERP Systeme, Batch Verarbeitung

Virtuelle Infrastrukturen e.g. VDI Umgebungen

HPC High Performance Computing

Cloud Infrastrukturen e.g. on demand, content distribution, web caching, GPFS, active file management, meta data etc.

Nutzgraderhöhung des Rechners alle Open System Umgebungen

bis zu 5-fach höhere Rechnerauslastung

Traumpaar IBM Flash Systems + SVC

• Gesamtverhalten Write 125-150 µs,

............................. Read 150-300 µs

• Overhead gerade mal 100 µs


Flash only pool Easy Tier pool HDD only pool

*** IBM Flash Storage for SAP landscapes ***

ERP

40

IBM Flash System

Storwize / XIV

SVC nodes

SCM SRM CRM BW

SAP production DB server

SAP non-prod

DB server

ERP SCM … … …

SVC storage pools (managed disk groups)

4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC + SAP

© 2014 IBM Corporation*** IBM Flash Storage for SAP landscapes ***

ERP

41

IBM Flash System

Storwize / XIV

SVC nodes

SCM SRM CRM BW


SVC nodes

IBM Flash System

Storwize / XIV

stretched cluster

SAP non-prod DB

server

SAP non-prod DB

server

4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC und SAP

© 2014 IBM Corporation*** IBM Flash Storage for SAP landscapes ***

ERP

42

IBM Flash System

Storwize / XIV

SVC nodes

SCM SRM CRM BW


SVC nodes

IBM Flash System

Storwize / XIV

stretched cluster

FlashCopy

4. Wie setzt man es ein - IBM Flash System / SVC advanced functions


Anwendungsbeispiele

Unterstützung bei einer Problemlösung im TSM

– „DLLA“ Prozedur (Dump Load format Load Audit)

– Getestete Laufzeit ohne Flash: 48 Stunden

– Echtlaufzeit bei der Problemlösung mit Flash: 8 Stunden

Unterstützung bei der Reduzierung der Laufzeit zur Lohn-und

Gehaltsabrechnung für 2.700 Mitarbeiter

– Laufzeit ohne Flash: 2,5 Stunden

– Laufzeit mit Flash: 18 Minuten

Wobei in beiden Beispielen die Datenbanken jeweils komplett auf Flashspeicher liefen

Stuttgarter Straßenbahnen AG


2

3

4


Agenda







6


Easy Tiering – Weniger HDD Laufwerke


Turbo Compression Solutions

Kapazität Dimensionierung und Überlegungen zu Lösungsentwürfen

Der Datenkompressionsfaktor bestimmt, wie viel Plattenplatz zurückgewonnen und wiederverwendet werden können

Die Anzahl der RTC-Karten bestimmt, wie viele IO / sec, verarbeitet werden können

Die Workload IO-Rate (IO/s /GB) übersetzt IO/s Werte in unterstützten Kapazitätswert

Die Anzahl der IOgroups bestimmt, wie viele Volumes unterstützt werden können

Flash-Kapazität kann mehr (oder weniger) IO/s justiert die gewünschten Responszeiten

Storwize V7000 gen 2

IBM FlashSystem or internal SSD as Flash

Intel® QuickAssist

Smallest configuration < 1 TB

SAN Volume Controller DH8

IBM FlashSystem, SSD in SVC ext. or arrays

Intel® QuickAssist

Capacity depends on applications and infrastructure

Turbo Compression inside Turbo Compression appliance

52


Easy Tier + Compression = « Turbo compression »

Easy Tier (no compression)

1 Volume 100 GB

–4% Flash (4GB) 23% of IOps

(Annahme : skew = 7)

Compression

(Annahme: 80% compression)

–20% komprimierte Daten passen

auf 4 GB

Easy Tier + Compression

–4% Flash 78% der IOps

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

I

O

%

Go %

RtC

4%

23%

78%

20%

Capacity %

T

C

53

Cumulative IOps vs. Capacity

Animated slide


Virtualisierung und Turbo Kompression verwandeln Infrastruktur Nutzbarkeit

Physical Kapazität: 55 TB 9,000 KIO/s Virtuelle Kapazität : 248 TB 27,000 IO/s

27,000

18,000

70 HDD 9,000

55 73 92 149 198 248

Net usable

Allocatable [saturated 60% File System use]

Allocatable 80% capacity utilisation

Net usable with compression factor 2.7 x / 63 saving

Allocatablewith compression factor 2.7 x / 63 saving [saturated 60% File System use]

Allocatable 80% with compression factor 2.7 x / 63 saving capacity utilisation

70 HDD

2% Flash System

Turbo Compression

70 HDD

2% Flash System

Easy Tier

70 HDD 900 GB 10 krpm

RAID 5 55 TB

70 HDD 900 GB 10 krpm

RAID 5 + 500 GB FlashSystem

Platformmöglichkeiten

DurchsatzIO/sec

Capacity [TB]

54

© 2014 IBM Corporation© 2014 IBM Corporation

Data Economics

The Efficiency Conundrum

Raw Usable Allocated Active Data Size

30% loss

RAID

Spares

30% loss

LUN Sizes

Performance

15% loss

Unused LUN’s

Zero access

40% loss

Utilisation

Data In The

Right Place

Reporting

Capacity Forecasting

Alerts

Stop storing so

much

Data Reduction

Technologies

Deduplication

Compression

Store more with

what’s on the

floorVirtualisation

Automated Tiering

Thin Provisioning

The New Economics of Storage

Changing the Storage cost curveLEVERAGING SOFTWARE DEFINED STORAGE

55


2

3

4


Agenda







6


Antwortzeiten

1ns 500µs

1000ns

1µs

500ns

1ms 1000µs

DRAM

L1 L2 .. LX Flashspeicher

Disksysteme

Kosten

Leistungsklasse „Flash“

IBM FlashSystem

IBM

Flash

System


ProgrammierbarerBereich

Obere Elektrode

Untere Elektrode

Polykristallines Chalkogenid

Heizer

PCM-Zelle

PCM Phase Change Memories

1950 Anfänge der Chalkogene Forschung Optische Anwendungen via Laser

•Heute “elektrisch“• mittels Stromstössen• amorpher vs. kristalliner Zustand

Multi Level PCM Chip • Phasenwechselmaterial GST GeSbTe ..(Germanium, Antimon, Tellur)• Materialoptimierung• Gruppe der Glaschalkogenide • Write Latency im ns-Bereich• miniaturisierbar auf 4 nm

Produktionslizensen

Blütezeit ab 2016 (SSD‘s, Smartphones, Speicherkarten, USB)


STT-RAM (Spin Torque-Transfer RAM)

Peter Grünberg Institut ..(Forschungszentrum Jülich)

Logische Weiterentwicklung GMR-Effekt ..und MRAM-Technologie

Nanometer Sandwiches 50 x 50 nm

elektrischer Impuls für ...Spinausrichtungsänderung (Schreiben)

Strukturverkleinerungen notwendig

höhere Leistungsfähigkeit

Herstellkosten

heute Einsatz in der Raumfahrt

Massenfertigung für breites Anwenderfeld

Lesen der Speicherzelle

Schreiben der Speicherzelle

Logisch “Null“ Logisch “Eins“


• Es bewegt sich nichts mehr

• Magnetic Pattern auf Nano-Drähten• Permalloy (FeNi-Legierung)• Leistung im Nano-Sekunden Bereich• Fast keinen Stromverbrauch • Dreidimensionale Chip Technologie• 100 Bits per Draht, mehrere ...Millionen.Drähte per Chip• 100-1000 fach höhere Kapazitäten zu ...Flash Memories

Vereinigt Leistungsfähigkeit von ....Flashspeichern und NV-RAM‘s mit ....den kapazitiven Möglichkeiten von ....Festplatten

Racetrack Memory Chips


Antwortzeiten

1ns 500µs

1000ns1µs

500ns

1ms 1000µs

DRAM

L1 L2 .. LX Flashspeicher

Disksysteme

Kosten

Leistungsklasse Racetrack Memories

PCM

STT-RAMRacetrack

SCM Technologien:PC-RAM (Phase Change), MRAM (Magnetic RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), Solid Electrolyte RAM, RRAM (Resitive RAM), STT-RAM (Spin Torque-Transfer RAM), Racetrack Memories


Faktoren Kapazitätsentwicklungspotential vs. Flash heute (Faktor 1)

Flash

ML-PCM

STT-RAM

Racetrack

1 1 4

4 40

10 60

60 1000


Neuordnung der Speicherhierarchie

Archivierung

CPU RAM DISK

CPU PCM

TAPE

RAM

CPU DISKFC, SATA, SAS

TAPE2014

1980

2016+

Aktiver SpeicherMemoryLogik

TAPEDISK

FLASHRAM

Memory like … storage like


Halbleiterspeicher Technologie Entwicklungen

2013 2015 2018 2020

DRAM

ML- PCM

STT-RAM

DRAM

ML- PCM

STT-RAM

Racetrack

NeueNano-

Technologien

DRAM

ML- PCM

Flash SLCFlash eMLCFlash MLCFlash TLC

Disk

DRAM

Flash SLCFlash eMLCFlash MLCFlash TLC

Disk


Der Übergang - HDD: eMLC/TLC NAND Flash SSD

2013 2014 2015 2016 2017

Schnell +

Höchster

Preis

eMLC SSD eMLC SSD

600 GByte

eMLC SSD

900 GByte

PCM SSD

5000 GB

PCM SSD

15k UPM

SAS

(146 GByte)

10k UPM

HDD (300-

900 GB)

10k UPM

HDD

TLC SSD

Cloud Flash

TLC SSD

Cloud Flash

Langsam +

Niedrigster

Preis

7,2k

(3 TByte)

7,2k

(5 TByte)

7,2k

(7,5 TByte)

7,2k

(10 TByte)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

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Preisentwicklung Disk und Flash pro GB


IBM FlashSystem

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Quick reference guide for System x SSDs

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Produktfamilie IBM FlashSystem

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IBM Plattenspeichersysteme

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IBM System Storage SAN Volume Controller

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Plattensysteme IBM Storwize V7000 Unified und Storwize V7000

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IBM Storwize V5000


IBM Storwize V3700


Elastic Storage

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IBM Bandspeichersysteme

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