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Dieser Artikel wurde erstmals in der Netzwoche Nummer 12-2020 veröffentlicht.
Kaum ein anderer Bereich der IT hat sich in den letzten Jahren so stark verändert wie der Speichermarkt. Vorbei sind die Zeiten der mechanischen Speichermedien, allgegenwärtig ist die Zeit der elektronischen Medien. Trotz Flash und SCM steht die Technologie aber immer noch am Anfang ihrer Erfolgsgeschichte.
Die Entwicklung der Speichersysteme
1956 hat IBM mit dem Computer IBM 305 RAMAC das erste diskbasierte Speichersystem namens IBM 350 eingeführt, das mit 1200 Umdrehungen, 5 Megabyte Kapazität und einer durchschnittlichen Latenz von 600 Millisekunden das Nonplusultra der damaligen Zeit war. 50 Jahre später hatte sich an der zugrunde liegenden Architektur von Diskspeichersystemen nicht sehr viel verändert. Die Seagate Cheetah als schnellste Harddisk im Jahre 2006 verfügte zwar mit 300 Gigabyte über massiv mehr Kapazität (Faktor 60 000 mehr) jedoch mit 15 000 rpm gerade mal 12,5 Mal mehr Umdrehungen, bei einer durchschnittlichen Latenz von 4ms (Faktor 150 besser). So gab es zwar signifikant mehr Kapazität, jedoch im Verhältnis zur Kapazität immer weniger Leistung. Höchste Zeit für eine Veränderung!
Und dann kam Flash Storage!
Obschon Flash-SSDs nicht wirklich neu waren – es wurden bereits 1983 im Psion MC400 Mobile Computer Flash-basierte Wechselmedien verwendet –, begann im Jahr 2006 (50 Jahre nach der IBM 350) der Einzug der Flash-Speichertechnologie in den Enterprise-Speichermarkt. Damals noch mit hoher Fehlerrate, geringer Kapazität und unglaublich teuren Preisen revolutionierte die Flash-SSD vor allem den Markt mit Faktor 100 höherer Anzahl an Operationen pro Sekunde und Faktor 10 besserem Durchsatz. Endlich ein Medium, das wieder die Leistung pro Speichereinheit (Kapazität) verbesserte! Der grosse Unterschied: Flash ist ein elektrischer Speicher und besitzt keine negativen Eigenschaften durch mechanische Komponenten. Vorbei waren die Zeiten von Vibrationsanfälligkeit, magnetischen Einflüssen oder Motoren, die den Geist aufgaben.
Heute können Flash-basierte SSDs über 50 000 Operationen pro Sekunde ausführen und über 3 Gigabytes pro Sekunde lesen, während HDDs immer noch bei gut 200 Operationen pro Sekunde und 150 Megabyte pro Sekunde verweilen. Doch es ist nicht alles Gold, was glänzt: Wir kämpfen bei der Flash-Technologie mit denselben Herausforderungen wie bei HDDs. So steigert sich die Kapazität im Verhältnis zur Leistung schneller, was im Verhältnis zur Kapazität zu immer weniger Leistung führt.
Doch wir stehen erst am Anfang der elektronischen Speichermedien. Storage Class Memory hält bereits Einzug in den Enterprise-Speichermarkt. Dieser Speicher bietet zu Arbeitsspeicher (RAM) ähnliche Leistungswerte, ist jedoch „nicht“ wie RAM flüchtig, und verliert somit die Daten bei einer Stromunterbrechung nicht. Genial an elektronischem Speicher ist auch, dass er aktuell fast linear mit der Entwicklung der CPU-Technologie mitwachsen kann, da beide von denselben Gesetzen abhängig sind.
Ungeahnte Möglichkeiten mit Flash und Storage Class Memory
Die elektronischen Speichertechnologien Flash und SCM (Storage Class Memory) eröffnen uns ganz neue Möglichkeiten. Ohne diese wären etwa Artificial Intelligence, Self Driving Cars, Machine Learning und Deep Learning nicht möglich oder nur sehr eingeschränkt nutzbar. Zukünftig werden wir uns mit sehr schnellen, schnellen und langsamen elektronischen Speichern beschäftigen. Je nach Einsatzzweck kommen leistungs- oder kapazitätsoptimierte elektronische Speicher zum Einsatz.
Wer dachte, dass Storage Tiering der Vergangenheit angehört, wird enttäuscht sein. Die Situation lässt sich vergleichen mit dem Automarkt, wo es nicht nur Sportwagen gibt, sondern auch Familienfahrzeuge und Lastwagen, abhängig vom Einsatzzweck. Doch haben wir in der IT den Vorteil, dass wir diese miteinander dynamisch und voll automatisiert kombinieren können. Die Zukunft bleibt also äusserst spannend.