Creative Destruction. De basis voor een betere wereld

No comments »
AUTHOR:
CTO Dell EMC Nederland
CATEGORIES:

Honderd jaar geleden werd muziek afgespeeld via grammofoonplaten, die werden gemaakt door een lange groef te persen in schellak. De 78-toerenplaten waren in die tijd vrijwel de enige manier om data (geluid) vast te leggen. In 1928 werd de bandrecorder ontwikkeld, gebaseerd op een vlakke magnetische drager die elektrische velden vastlegt. Al eerder werd ijzerdraad gebruikt om die magnetische velden vast te leggen, maar die toepassing was weinig bruikbaar. In 1935 kwam het eerste commerciële product op de markt, de magnetofoon, de voorloper van de inmiddels bekende bandrecorder. 

Afgelopen eeuw was magnetische opslag de belangrijkste elektronische methode om data op te slaan. In 1956 ontwikkelde IBM de eerste magnetische schijf, die een stuk handiger was dan de lange magneetband; het lezen en schrijven van data kon opeens een stuk sneller. In de tweede helft van de vorige eeuw werd de harde schijf de dominante vorm van dataopslag in de computerindustrie.

Probleem van een draaiende schijf is dat deze continu energie verbruikt en een mechanisch gevoelig product is. Slijtage en schokken kunnen een schijf beschadigen, zodat een betrouwbare spreiding van data nodig is, voor het geval de disk defect raakt. Technieken als synchroon opslaan, RAID en back-up zijn de vanzelfsprekende methoden die tot vandaag aan toe worden gebruikt.

Silicium
Een ander probleem is dat de opslagcapaciteit van harde schijven niet zo snel groeit. Dit in tegenstelling tot de Wet van Moore, die de capaciteit van silicium-gebaseerde producten elke twee jaar in capaciteit laat verdubbelen. Kon tien jaar geleden de harde schijf nog met gemak elke processor volgen wat betreft zijn input/output prestaties, op dit moment is die performance een probleem aan het worden. Zeker virtualisatie heeft de magnetische disk onder druk gezet. En innovatieve mogelijkheden om de capaciteit wezenlijk te vergroten, zijn er niet.

Dat betekent dat de Wet van Moore de opslagwereld dwingt met nieuwe producten te komen, die de processorwereld wel kunnen volgen: opslag op silicium-basis. Oftewel het gebruiken van flash memory gebaseerde techniek om grote hoeveelheden data betrouwbaar op te slaan. De USB-drives waren de eerste vormen die we allemaal goed kennen.

Op die wijze heeft de  flash-disk zijn voorzichtige intrede gedaan in de professionele wereld van data-opslag. EMC kwam in 2008 al met opslagsystemen die voor een deel flash-disken bevatten. Door met deze disken snelle actieve data te ondersteunen, kon de prestatie van zo’n opslagsysteem op eenvoudige wijze al enorm worden opgevoerd. De koude en archiefdata bleef op de goedkope magneetdisken staan, de actieve of warme data op de snelle elektronische opslag.

Probleem echter is dat elk huidig storage operating-systeem ooit is ontwikkeld voor de snelheid en eigenschappen van magnetische disken. Een snelheid in de orde van milliseconden met de lastige uitdaging om die data ook nog sequentieel over de schijf te verspreiden.

Nieuwe flash-disken hebben een veel kleinere responstijd, in de orde van microseconden. En data hoeft niet meer sequentieel op de flash-disk te worden geplaatst. Maar dient wel heel gecontroleerd te worden geschreven en zeker gewist. Een heel andere uitdaging dus dat nieuwe architectuur en besturing vraagt.

Schaalbaar
Om werkelijk alle voordeel van de nieuwe elektronische opslagtechniek te kunnen krijgen, zou je dus een totaal nieuw opslag-operating systeem moeten ontwikkelen. En dat is nu precies wat op heel veel plaatsen in de wereld gebeurt. Heel veel storage start-ups zijn bezig nieuwe OS’en te ontwikkelen die aan deze nieuwe eisen voldoen. Op microsecondenschaal de data kunnen herkennen, lezen en schrijven. Met andere voorwaarden voor schrijven, wissen en data-opruimen.

Daarnaast houdt elektronische opslag zich wél aan de wet van Moore en zal dus elke twee jaar in capaciteit (en/of snelheid) blijven verdubbelen. Dus zo’n nieuw operating systeem zal schaalbaar moeten zijn naar nog veel hogere snelheden de komende vijf tot tien jaar. Maar kan daar deels ook op gebouwd worden: met de tijd wordt het immers vanzelf sneller en beter.

XtremIO
Afgelopen week heeft EMC een nieuw operating systeem voor dit soort snelle storage gepresenteerd. Gebaseerd op de ontwikkeling van de start-up XtremIO uit Israël – die vorig jaar werd geacquireerd – is nu een operating systeem beschikbaar dat op microsecondenniveau data kan zien, vinden, lezen en schrijven. Een OS dat volledig op basis van  flashtechniek werkt en dat optimaal kan aansturen. Met behulp van ‘vingerafdrukken’ wordt metadata van datasets gemaakt, en via die minuscule metadata kan die enorme snelheid worden gerealiseerd. Terwijl daarnaast schaalbaarheid gegarandeerd blijft.

Het fraaie van XtremIO is dat het gewoon software is die op een VM kan functioneren. Dus werkelijke Software Defined Storage die een 100% flash-array kan aansturen. En dat is alleen maar mogelijk omdat XtremIO helemaal van scratch is opgebouwd om full flash arrays te kunnen aansturen.

Maar het is ook mogelijk XtremIO in te zetten in combinatie met de bestaande disk-gebaseerde opslagsystemen. Maar wel vanuit een 100% flash-gedachte. Met potentieel automatische tiering over de hele storage pool heen. Een prachtig migratie-pad voor de toekomst. Storagemanagement is een complexe zaak, soms kan eenvoud en hoge processorsnelheid de klus klaren, maar soms echter zijn nog steeds heel intelligente algoritmes nodig. De tijd zal het leren.

Creative Destruction
Een paradigma-verandering in de storage-wereld. Want de capacitieve en sequentiële beperking van de magnetische schijf is hiermee opgeheven. En de storage-wereld kan gaan meeprofiteren van de Wet van Moore; en dus schalen met groeiende processorcapaciteit. Op de lange termijn betekent dit dat de huidige magneetdisken en hun operating-systemen wellicht zullen verdwijnen. Hoewel, van tape hebben we ook vaak gezegd dat die zou uitsterven; en tot op heden is er nog heel veel tape.

Of de huidige storage besturingssystemen uiteindelijk verdwijnen, zoals sommige start-ups beweren, valt nog te bezien. Maar ja, dat is het bekende ‘Creative Destruction’ die nieuwe techniek altijd creëert. En dan kun je beter zélf je eigen bestaande producten aanpassen of zelfs vervangen door nieuwe techniek, dan dat je concurrent of een start-up dat voor je doet!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.