Storage, een flitsende sport

Afgelopen week werd een interessant artikel van Wikibon gepubliceerd over de ontwikkeling van zogenaamde All Flash Arrays. Storage-systemen die voor 100% zijn opgebouwd uit Solid State Drives (SSD): professionele versies van de bekende usb-sticks. Tot op heden is de prijs van deze halfgeleider gebaseerde opslag nog flink hoger dan de bekende draaiende magnetische schijf, maar in 2016 lijkt de prijs van beide devices ongeveer gelijk te worden.

Op termijn zullen SSD’s verder in prijs dalen. Het lijkt – afgaande op deze ontwikkeling – logisch te stellen dat we in de toekomst helemaal naar statische halfgeleider opslagsystemen zullen gaan. Net zo logisch als we vroeger van buizen naar transistors overgingen en van tape naar draaiende disks. In zes jaar tijd zal data-opslag zo’n 40 keer goedkoper kunnen worden.

Wet van Moore
Het mooie van elektronische componenten is, dat de wet van Moore – een verdubbeling in performance elke twee jaar – na 50 jaar nog steeds blijkt te werken. Dus is de storage-industrie bezig hun bekende portfolio uit te breiden met, en op termijn om te vormen naar, halfgeleider opslagsystemen. Bij elke nieuwe techniek zijn het altijd start-ups, die experimenteren met nieuwe producten en hopen het winnende concept te vinden. Want in dat geval wacht voor de aandeelhouders een flinke beloning: ofwel extreme groei, ofwel een interessante overname door een groter bedrijf.

Die ontwikkeling geldt op dit moment ook voor de flash-storage systemen. Sinds 2010 zijn er veel bedrijfjes ontstaan die interessante concepten ontwikkelden en beproefden. Een Hard Disk Drive (HDD) slijt door zijn draaiende schijf en fragiele mechanische constructie, maar nauwelijks door het schrijven en herschrijven van de magnetische laag. Bij een halfgeleider disk is dat anders: die slijt door telkens schrijven en herschrijven. De consequentie hiervan is dat een operating system voor HDD’s heel anders moet zijn ontworpen dan een operating system voor SSD’s.

First Time Right
Deze uitdaging zorgde ervoor dat veel nieuwe ideeën zijn ontwikkeld om de levensduur van halfgeleideropslag te verlengen. Het doel is om alle schrijf-activiteiten zo gelijk mogelijk over het hele substraat te verdelen tijdens de levensduur van de halfgeleider. Immers, als er ergens pieken optreden, zal dat deel snel defect raken en zal de opslagcapaciteit en de efficiency afnemen. Overbodige schrijf-activiteiten moeten worden voorkomen: data die al is opgeslagen, moet niet nogmaals worden herschreven.

Ook als men wil dedupliceren, het verwijderen van dubbele informatie in een dataset, dient dat te gebeuren ‘voor’ dat men deze dataset opslaat. In feite moet men dus  ‘first time right’ opslaan en dat parallel over alle opslagpunten op het substraat. Dan haalt men de optimale performance en de langste levensduur. Het is te begrijpen dat die uitdaging een lastige is: in-line alle dataservices uitvoeren en tenslotte alleen de noodzakelijke data opslaan, vraagt een slimme architectuur en uiterst snelle en intelligente software.

Professioneel gebruik
De afgelopen jaren zijn er vele manieren ontwikkeld om flash in de professionele storagewereld te gebruiken. De eerste oplossing was om hybride gebruik te maken van flash in een opslagsysteem gebaseerd op harde schijven. Maar met een operating systeem dat niet echt geschikt is voor flash-schijven. Dus eigenlijk een flinke misfit. Toch met voldoende performance-winst waardoor deze systemen vanaf 2010 populair werden.

Maar het kon beter. Er werden slimme trucs bedacht om snelle ‘hot’ data continu op flashdisks te (her)plaatsen en de koude data alleen nog maar op de tragere magnetische schijf. Dit noemen we storage tiering. Dit proces is intussen 100% geautomatiseerd in elke storage oplossing met hybride disks. Gezien de prijsstelling zijn deze hybride systemen op dit moment nog steeds aantrekkelijk, maar het zogenaamde All Flash Array – AFA – deed de afgelopen jaren ook zijn intrede. Inclusief de uitdaging daar een nieuw operating system boven te plaatsen, geoptimaliseerd voor halfgeleideropslag.

Wie gaat winnen?
Met de komst van deze AFA’s is een nieuwe competitie ontstaan: wie heeft de beste? En de slimste? En de betrouwbaarste? En de snelste? En het liefst een combinatie van dat alles. Sommige start-ups groeiden uit tot markspelers, andere start-ups werden door grote bedrijven gekocht. Met als gevolg dat de competitie er nu één is van de grote bekende marktleiders en enkele niche bedrijven die een plaats op de storage-markt willen veroveren met hun product.

Met marketingkreten als the beauty and the beast worden de producten met elkaar vergeleken en tegen elkaar afgezet. In feite is het een strijd tussen de oorspronkelijke start-ups over wie uiteindelijk de beste filosofie, strategie en architectuur had. Waarbij sommige start-ups intussen onderdeel van bekende storageleveranciers zijn geworden. En nu moet de markt maar laten zien wie zij uiteindelijk als beste, slimste, betrouwbaarste en snelste kiezen.

Eindsprint
Het rapport van Wikibon laat de contouren zien van de eindsprint die nu gaande is. Drie oorspronkelijke start-ups blijken duidelijke winnaars: het Israëlische XtremIO (geacquireerd door EMC in 2013), het Amerikaanse Pure Storage en het eveneens Amerikaanse Texas Memory Systems (geacquireerd door IBM in 2012) met in het eerste half jaar van 2014 respectievelijk 23%, 18% en 17% marktaandeel. Deze drie hadden toen dus al bijna 60% van de flashmarkt veroverd.

Voor marktleiders is het eerste doel om minimaal in de top 3 te staan – anders tel je niet echt mee – en vervolgens de nummer 1 te worden en te blijven. Het lijkt erop dat de flitsende wedstrijd van de All Flash Arrays, na de start in 2010, in zijn eindfase komt, zoals IDC in dit rapport aangeeft. Het blijft nog steeds spannend, maar voor de klant geeft het wel zekerheid over zijn beste keuze. Zeker als in 2016 de prijs van magnetische harddisks en halfgeleiderdisks ongeveer gelijk wordt (opslagkosten per TB). Dan blijft slechts de keuze van de beste software over om flash disks aan te sturen én hoe die software het beste integreert in uw nieuwe virtuele Software Defined Data Center.

Hans Timmerman, cto EMC Nederland