Fale Conosco
Índice:
- O que é um NAS All Flash?
- A diferença real na latência e no IOPS
- Tecnologias que potencializam o armazenamento flash
- O papel do NVMe no armazenamento em rede
- Aplicações ideais para um sistema All Flash
- Gerenciamento da vida útil dos SSDs
- O custo por Terabyte ainda é um problema?
- A importância da rede para não criar gargalos
Muitas empresas enfrentam um grande desafio com a lentidão dos seus sistemas.
Aplicações críticas, como bancos de dados e ambientes virtualizados, frequentemente sofrem com gargalos que limitam a produtividade e a capacidade de resposta dos negócios.
Esse problema quase sempre está ligado ao armazenamento, onde os discos rígidos tradicionais já não conseguem entregar a velocidade necessária para as cargas de trabalho modernas.
A alta latência dos HDDs cria filas de espera que atrasam processos inteiros.
Como resultado, a busca por desempenho máximo levou ao desenvolvimento de soluções mais ágeis.
Um sistema de armazenamento baseado em memória flash surge como a resposta para eliminar esses gargalos e acelerar as operações mais exigentes.
O que é um NAS All Flash?
NAS All Flash é um servidor de armazenamento conectado à rede que utiliza exclusivamente unidades de estado sólido (SSDs) em vez de discos rígidos (HDDs).
Essa arquitetura foi projetada para entregar altíssimas taxas de transferência e latência extremamente baixa, ideal para aplicações que exigem acesso quase instantâneo aos dados.
Diferente de um sistema híbrido, que combina SSDs para cache e HDDs para capacidade, uma solução all-flash oferece desempenho consistente em todo o volume de armazenamento.
O funcionamento desse equipamento vai além da simples troca de discos.
Seu sistema operacional é otimizado para aproveitar ao máximo a tecnologia flash, com algoritmos que gerenciam o desgaste das células de memória e maximizam a velocidade das operações de leitura e escrita.
Além disso, muitos desses sistemas suportam protocolos de rede mais rápidos, como 10GbE ou 25GbE, para que a conexão não se torne um novo gargalo.
Na prática, essa tecnologia transforma a experiência de uso em vários cenários.
Bancos de dados consultam informações em milissegundos, máquinas virtuais iniciam e operam com muito mais fluidez e a edição de vídeos em alta resolução ocorre sem travamentos.
Portanto, um storage all-flash é uma ferramenta poderosa para ambientes que não toleram espera.
A diferença real na latência e no IOPS
A principal vantagem de um sistema all-flash reside na drástica redução da latência.
Enquanto um HDD corporativo leva alguns milissegundos para posicionar suas cabeças de leitura e acessar um dado, um SSD faz a mesma tarefa em microssegundos, pois não possui partes móveis.
Essa diferença, que parece pequena, tem um impacto gigantesco em aplicações que realizam milhares de pequenas operações por segundo.
Essa capacidade é medida em IOPS (operações de entrada e saída por segundo).
Um único SSD SATA pode facilmente superar 80.000 IOPS, enquanto um arranjo com vários discos rígidos raramente ultrapassa alguns milhares.
Um NAS All Flash, especialmente com SSDs NVMe, eleva esse número para centenas de milhares ou até milhões de IOPS.
Isso significa que o sistema consegue atender a um volume muito maior de requisições simultâneas sem criar filas.
Para o usuário final, o resultado é perceptível.
Um sistema de gestão empresarial (ERP) que demorava para gerar relatórios complexos passa a entregá-los quase em tempo real.
Ambientes de desenvolvimento compilam códigos mais rápido e a infraestrutura de desktops virtuais (VDI) suporta mais usuários por servidor com uma experiência fluida.
Assim, o investimento se traduz diretamente em ganhos de produtividade.
Tecnologias que potencializam o armazenamento flash
Apenas usar SSDs não é suficiente para criar um sistema de armazenamento eficiente.
Por isso, os fabricantes desenvolveram tecnologias associadas que otimizam o uso do espaço e aumentam a vida útil das unidades.
A deduplicação é uma das mais importantes, pois identifica e elimina blocos de dados repetidos, gravando apenas uma cópia única.
Em ambientes de virtualização, onde vários sistemas operacionais idênticos coexistem, a economia de espaço pode superar 80%.
Outra técnica fundamental é a compressão de dados, que reduz o tamanho dos arquivos antes de escrevê-los nos SSDs.
Esse processo, quando bem implementado no hardware do storage, ocorre em tempo real e com impacto mínimo no desempenho.
A compressão também diminui a quantidade de dados escritos, o que ajuda a prolongar a durabilidade das células de memória flash.
Essas duas tecnologias, quando combinadas, diminuem significativamente o custo por Terabyte efetivo do armazenamento.
Embora o preço inicial de um SSD seja maior que o de um HDD, a capacidade de armazenar muito mais dados no mesmo espaço físico torna a solução de armazenamento all-flash bastante competitiva.
Logo, o custo total de propriedade (TCO) frequentemente se mostra vantajoso a médio e longo prazo.
O papel do NVMe no armazenamento em rede
O protocolo NVMe (Non-Volatile Memory Express) foi criado especificamente para comunicação com mídias de armazenamento flash.
Ele substitui os antigos padrões SATA e SAS, que foram desenvolvidos na era dos discos rígidos e se tornaram um gargalo para a velocidade dos SSDs modernos.
O NVMe se conecta diretamente ao barramento PCIe do sistema, o que reduz a latência e aumenta drasticamente a largura de banda disponível.
Um NAS All Flash que utiliza SSDs NVMe oferece um desempenho muito superior aos modelos baseados em SATA.
A diferença é notável em cargas de trabalho que exigem o máximo de IOPS e a menor latência possível.
No entanto, para que todo esse potencial seja aproveitado, a rede também precisa evoluir.
É aqui que entram tecnologias como NVMe-oF (NVMe over Fabrics), que estendem o protocolo NVMe pela rede Ethernet ou Fibre Channel.
Com isso, um servidor pode acessar o armazenamento remoto com uma latência quase tão baixa quanto a de um disco local.
Essa arquitetura é o futuro do armazenamento de alto desempenho e já está presente em muitas soluções corporativas.
Aplicações ideais para um sistema All Flash
Alguns cenários se beneficiam imensamente da velocidade de um NAS All Flash.
A infraestrutura de virtualização é talvez o principal deles.
Servidores que hospedam dezenas ou centenas de máquinas virtuais (VMs) geram uma carga de trabalho aleatória e intensa, conhecida como "I/O blender", que sobrecarrega facilmente os sistemas baseados em disco.
Um storage all-flash lida com essa demanda sem dificuldades, o que melhora a densidade de VMs por host.
Bancos de dados transacionais (OLTP), como os usados em sistemas de e-commerce e financeiros, também são candidatos perfeitos.
Nessas aplicações, a velocidade com que pequenas transações são processadas e confirmadas é vital.
A baixa latência dos SSDs garante que as operações sejam concluídas rapidamente, o que melhora a experiência do cliente e a integridade dos dados.
Outras áreas incluem a edição de vídeo profissional, especialmente com múltiplos streams em 4K ou 8K, e ambientes de computação de alto desempenho (HPC).
Em todos esses casos, a capacidade do armazenamento de fornecer dados rapidamente é o fator que destrava o potencial máximo do restante da infraestrutura.
Portanto, a escolha por um NAS all-flash é uma decisão estratégica para a competitividade.
Gerenciamento da vida útil dos SSDs
Uma preocupação comum com a tecnologia flash é a durabilidade, já que as células de memória NAND têm um número finito de ciclos de escrita.
Para endereçar essa questão, os fabricantes de SSDs corporativos especificam a resistência dos seus produtos através de duas métricas principais: TBW (Terabytes Written) e DWPD (Drive Writes Per Day).
O TBW indica o volume total de dados que pode ser escrito na unidade durante sua vida útil, enquanto o DWPD informa quantas vezes o disco pode ser totalmente reescrito por dia durante o período de garantia, geralmente de cinco anos.
Um SSD para leitura intensiva pode ter um DWPD de 0.3, enquanto um modelo para escrita intensiva pode chegar a 10 ou mais.
A escolha correta depende inteiramente da carga de trabalho da aplicação.
Os sistemas operacionais dos storages modernos também possuem mecanismos para mitigar o desgaste.
O "wear leveling" distribui as operações de escrita uniformemente por todas as células, evitando que algumas se desgastem prematuramente.
Além disso, o "over-provisioning" reserva uma parte do espaço do SSD para substituir células defeituosas, o que garante a confiabilidade e o desempenho ao longo do tempo.
O custo por Terabyte ainda é um problema?
Historicamente, o principal obstáculo para a adoção massiva do armazenamento all-flash foi o seu custo elevado por gigabyte em comparação com os discos rígidos.
Embora essa diferença ainda exista, ela diminuiu consideravelmente nos últimos anos.
Além disso, uma análise simplista do preço de compra ignora outros fatores importantes que compõem o custo total de propriedade.
Sistemas all-flash consomem muito menos energia e geram menos calor que seus equivalentes baseados em disco.
Isso se traduz em economia direta nas contas de eletricidade e nos requisitos de refrigeração do datacenter.
Adicionalmente, a alta densidade dos SSDs permite armazenar a mesma quantidade de dados em um espaço físico muito menor, o que libera valiosos racks no servidor.
Quando somamos a isso as tecnologias de redução de dados como deduplicação e compressão, o custo efetivo por Terabyte armazenado se torna bastante atraente.
Em muitos casos, o TCO de uma solução all-flash já é inferior ao de um sistema híbrido ou de disco para cargas de trabalho de alta performance.
Assim, a análise financeira precisa considerar todos esses benefícios indiretos.
A importância da rede para não criar gargalos
Adotar um NAS All Flash sem modernizar a infraestrutura de rede é um erro comum que limita severamente os ganhos de desempenho.
Uma rede de 1 Gigabit por segundo (GbE), padrão em muitos escritórios, tem uma taxa de transferência máxima teórica de apenas 125 MB/s.
Um único SSD SATA já consegue superar essa velocidade com folga, e um arranjo de vários SSDs será completamente subutilizado.
Para extrair o máximo de um sistema de armazenamento flash, é essencial migrar para redes mais rápidas.
A tecnologia 10GbE, que oferece até 1.250 MB/s, é considerada o ponto de partida ideal.
Para ambientes ainda mais exigentes, como os que utilizam SSDs NVMe, redes de 25GbE, 40GbE ou até 100GbE podem ser necessárias para evitar que a conexão se torne o novo gargalo.
Além da velocidade, recursos como a agregação de link (Link Aggregation) são importantes.
Essa técnica combina várias portas de rede para funcionar como uma única conexão de maior largura de banda e com tolerância a falhas.
Desse modo, a infraestrutura de rede precisa ser planejada em conjunto com o storage para garantir que o investimento em desempenho seja totalmente aproveitado.
