Kommentar zum Artikel: „Flash im Fokus der Expertendiskussion“ Flash im Diskurs: Warum das All-Flash-Rechenzentrum unmittelbar bevorsteht

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Im kürzlich publizierten Beitrag zu einer Diskussion über das All-Flash-Rechenzentrum waren sich die Experten einig, dass Flash Festplatten noch viele Jahre lang nicht vollständig verdrängt. Die Mehrheit geht davon aus, dass das All-Flash-Datacenter auf absehbare Zeit eine Seltenheit bleiben wird. Pure Storage, Anbieter von All-Flash-Produkten, sieht dies anders. Elke Steinegger, Regional Vice President Germany and Austria, nimmt kritisch Stellung zu zentralen Thesen.

1. Behauptung: All-Flash wird sich bestenfalls auf lange Sicht durchsetzen.

Wir sind davon überzeugt, dass bereits 2028 keine neuen HDDs für den Einsatz in Rechenzentren mehr verkauft werden. In jedem Fall wird das All-Flash-Rechenzentrum künftig Normalität sein. Storage-Umgebungen werden eine deutlich höhere Automatisierung aufweisen, da das Datenwachstum schon längst nicht mehr manuell zu bewerkstelligen ist.

Da Flash-Module bereits 75 Terabyte (TB) Kapazität bieten und die Preise pro GB gefallen sind, bedeutet dies, dass die HDD wahrscheinlich aus Anwendungsbereichen verdrängt wird, in denen sie sich bisher behaupten konnte. Dazu gehören unstrukturierte Daten, die an Bedeutung gewonnen haben, da Unternehmen schnellen Zugriff für Analysen und KI/ML-Verarbeitung wünschen. Aufgrund der höheren Kapazität, die in Flash-Modulen untergebracht werden kann, können Rechenzentren zudem den Platz in den Racks von Hunderten von U auf einige wenige für Petabyte-Kapazität reduzieren.

Flash im Fokus der Expertendiskussion

Das All-Flash-Rechenzentrum. Und was bedeutet Tape lebt?

Für Flash sprechen vor allem die enormen Einsparungen beim Energieverbrauch und bei der Wartung. So benötigt Flash nicht große Mengen an Strom, um Platten in Bewegung zu halten.

Im Fall von Pure Storage sind die „Direct-Flash“-Technologie und die Always-on-Komprimierung, ein spezielles Komprimierungsverfahren, zu nennen. SSDs von der Stange können nicht die gleichen Ergebnisse erzielen wie die Direct-Flash-Module von Pure, die darauf ausgelegt sind, das Beste aus dem Flash-Speicher herauszuholen und effizienter als andere Angebote sind.

Auch wenn jeder Hersteller nun versucht, seine Produkte ins grüne Licht zu rücken, wird immer deutlicher, wohin die Reise geht. In der jahrzehntelang primär auf Höchstleistung getrimmten IT-Industrie wird Energieeffizienz zum neuen Wettbewerbsfaktor. Durch die Umstellung auf moderne Flash-Technologie in Rechenzentren könnte der Stromverbrauch um bis zu 80 Prozent gesenkt werden. Dies ist vor dem Hintergrund der derzeit hohen Energiekosten und dem Bestreben der Unternehmen, den Energieverbrauch zu senken und ESG-Ziele zu erreichen, von großer Bedeutung. Ein weiterer Vorteil ist, dass Flash-Laufwerk-Module viel seltener ausfallen als HDD-Geräte mit ihren beweglichen Teilen.

Behauptung 2: Der Preisunterschied zwischen Festplatte und Flash ist noch immer signifikant.

Die altbekannte Ausrede lautet, dass All-Flash für Datenspeicher zu teuer ist und die einzige wirtschaftliche Alternative die Festplatte ist. In der Vergangenheit mag dies zutreffend gewesen sein – bis jetzt. Wie viele andere Technologien, die mit der Zeit immer kostengünstiger werden, ist auch All-Flash zur wirtschaftlichsten Wahl für jede Art von Workloads oder Daten geworden.

Berücksichtigt man Management, Stromverbrauch, Kühlung und Austausch, so rechnet sich der Wert von Festplattenspeichern nicht mehr. Die Umstellung von Festplatten auf All-Flash kann bis zu 40 Prozent niedrigere TCO und 60 Prozent niedrigere Betriebskosten über sechs Jahre bedeuten. Die All-Flash-Anschaffungskosten von Pure Storage liegen jetzt auf dem Niveau von HDD mit unter 0,20 Dollar pro GB Rohdaten und 0,016 Dollar pro GiB (Anm. d. Red.: GiB entspricht 1024³ (1.073.741.824) Bytes. Das heißt, ein GB entspricht 0,93 GiB. Es gibt einen 7prozentigen Größenunterschied zwischen GBs und GiBs) .für „Evergreen//One Storage-as-a-Service“ (STaaS)-Angebote.

Mehrere Entwicklungen haben dazu beigetragen, dass die Anschaffungskosten für AFAs im Vergleich zu HDD-Systemen gesunken sind. Dies ermöglicht es, All-Flash-Systeme zu Kosten anzubieten, die mit denen von reinen HDD-Systemen vergleichbar sind, die so konfiguriert sind, dass sie ein bestimmtes Leistungs- und Kapazitätsziel erfüllen.

Die Kosten für Flash-Medien pro Gigabyte sind um etwa 20 Prozent pro Jahr gesunken, während die HDD-Kosten pro Gigabyte nur um 9 Prozent pro Jahr gesunken sind. Verbesserungen der Flash-Mediendichte haben zu handelsüblichen Solid-State-Disks (COTS, commercial off-the-shelf) geführt, die bereits eine höhere Kapazität haben als die neuesten HDDs mit hoher Kapazität, und die Dichteprognosen für COTS-SSDs zeigen einen zwei- bis dreifachen Vorteil bei der Gerätekapazität bis 2025. Die Pure Storage Direct-Flash-Technologie wird die Dichte von Flash-Speichergeräten bis 2025 auf das Zehnfache erhöhen und die effektive Kapazitätsauslastung auf Geräte-Ebene auf 70 bis 80 Prozent (im Vergleich zu 50 bis 60 Prozent bei HDDs) verbessern.

Behauptung 3: All-Flash-Rechenzentren ergeben keinen Sinn.

Genau das Gegenteil ist der Fall, denn erst eine All-Flash-Infrastruktur macht KI in großem Stil und mit der erforderlichen Leistung überhaupt möglich. Flash-Speicher sind nicht nur nachhaltiger als Festplatten, sondern eignen sich auch viel besser für die Durchführung von KI-Projekten. Der Schlüssel zu den Ergebnissen liegt nämlich in der Verknüpfung von KI-Modellen oder KI-gestützten Anwendungen mit Daten.

Um dies erfolgreich umzusetzen, sind große und vielfältige Datentypen, Streaming-Bandbreite für Trainingsjobs, Schreibleistung für Checkpointing und Checkpoint-Restores sowie zufällige Leseleistung für Inferenzen erforderlich. Vor allem ist ein zuverlässiger und einfacher Zugriff rund um die Uhr über Anwendungen hinweg nötig. Dies ist mit HDD-basiertem Speicher nicht möglich. Eine vollständig Flash-basierte Storage-Lösung kann hingegen alle genannten Anforderungen erfüllen.

Infolge des KI-Booms stehen Rechenzentrumsbetreiber zudem vor einer weiteren Herausforderung, die sich noch zu verschärfen droht. Der Wasserverbrauch bei der Kühlung von Rechenzentren, der im Zuge des sich verschärfenden Klimawandels zu einem noch größeren Problem werden dürfte, ist ein weiteres Argument für die Umstellung auf All-Flash-Rechenzentren. Diese verbrauchen weit weniger Strom, erzeugen weniger Abwärme und stellen nicht die gleichen intensiven Kühlungsanforderungen wie HDD- und Hybrid-Speicher.

Behauptung 4: All-Flash bleibt eine Nische.

All-Flash-Systeme, die auf Direct-Flash-Technologie basieren, sind viel dichter und effizienter als Speichersysteme, die auf HDDs und sogar herkömmliche SSDs aufgebaut sind. Unsere Behauptung, dass HDDs bis 2028 einen Nischenmarkt im Rechenzentrum darstellen werden, basiert also auf Energie-, Platz- und Arbeitseffizienz, die mit Direct-Flash-Technologie realisierbar ist.

Pure Storage lieferte im zweiten Halbjahr 2023 Direct-Flash-Module (DFMs) mit 75 PB Kapazität aus. Bis Ende 2024 werden wir 150-TB-DFMs und bis 2026 300-TB-DFMs ausliefern. HDD-Anbieter bieten derzeit hingegen 2- bis 30-TB-Festplatten an, bis 2026 könnten es größere Modelle sein.

Außerdem streben alle Unternehmen mehr Einfachheit in ihren Infrastrukturen an. Im Falle von Storage bedeutet Einfachheit, dass keine ständigen Upgrades, Migrationen und Unterbrechungen mehr erforderlich sind. Im Gegensatz zu unflexibler und ineffizienter herkömmlicher Hardware sollte eine einfache Speicherlösung von Grund auf neu entwickelt werden, um Effizienz und Benutzerfreundlichkeit mit weniger Systemen, größerer Nachhaltigkeit und besserer Datensicherheit zu gewährleisten. In einer Branche, die für ihre Komplexität bekannt ist, haben wir die Datenspeicherung einfach gemacht, aber auch intuitiver, effizienter, moderner und nachhaltiger.

Das Management einer Storage-Infrastruktur kann zeitaufwändig und komplex sein. Pure Storage bietet hingegen eine benutzerfreundliche Management-Oberfläche und Automatisierungswerkzeuge, um die Verwaltung zu vereinfachen. IT-Verantwortliche erhalten einen umfassenden Überblick über den Status des Speichersystems, um zu reagieren, bevor Probleme entstehen. Automatisierungs-Tools entlasten IT-Teams vor sich wiederholenden Aufgaben.

Behauptung 5: HDD ist in vielen Anwendungsfällen attraktiver.

Während SSD schon seit langem für Hochleistungsanwendungen eingesetzt wird, besteht die Aussicht, dass sehr dichte Flash-Module Festplatten in Bereichen verdrängen werden, in denen die Technologie bisher nur eine untergeordnete Rolle gespielt hat, zum Beispiel bei Nearline-Speichern, kalten Archiven und Hyperscaler-Umgebungen. Es besteht ein wachsender Bedarf an größerer Speicherkapazität in Verbindung mit schnellem Zugriff für alle Arbeitslasten. Dies wird durch die zunehmende Verbreitung der Analytik von unstrukturierten Daten wie Bilder und Videos sowie künstlicher KI und generativer KI angetrieben, mit ihrem enormen Bedarf an Speicherkapazität.

Das IoT erzeugt ebenfalls rund um die Uhr Zettabytes an Daten. Diese Daten sind nicht nur groß, sondern auch unstrukturiert, was bedeutet, dass es mit der Speicherung nicht getan ist. Die Verarbeitung, Auswertung und Analyse der Daten ist die nächste große Hürde. Jedes dieser Milliarden von Geräten erzeugt seine eigenen riesigen Mengen an unstrukturierten Echtzeitdaten, von denen die meisten gespeichert, verwaltet, aggregiert und analysiert werden müssen, wenn ein Unternehmen den wahren Wert erhalten möchte. Der Versuch, dies auf veralteter Hardware zu tun, ist ein schwieriges Unterfangen.

Behauptung 6: Regelmäßiger Wechsel auf neue Technologie ist nicht nachhaltig.

Nachhaltigkeit ist ein Aspekt, der zum bevorstehenden Niedergang der Festplatte beiträgt: die Art und Weise, wie wir mit der Aktualisierung der Technologie umgehen. Pure hat seine Speichersysteme von Anfang an so konzipiert, dass sie eine unterbrechungsfreie, generationsübergreifende Technologieaktualisierung mit Investitionsschutz unterstützen, basierend auf einem Systemdesign, das wir „Evergreen“-Architektur nennen.

Dieser Ansatz ermöglicht es, Storage-Systeme zu aktualisieren, um Leistung, Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Funktionalität unterbrechungsfrei zu verbessern, ohne dass ein Forklift-Upgrade erforderlich ist und die Kunden zusätzliches Kapital aufwenden müssen. Pure hat viele Kunden, die ihre ursprünglichen Systeme vor einem Jahrzehnt gekauft haben und deren Systeme im Laufe der Jahre auf die neuesten Speichertechnologien aufgerüstet wurden, ohne dass Hardware neu gekauft, Software neu lizenziert, Daten über externe Netzwerke migriert oder Speicher neu bereitgestellt werden mussten.

Insgesamt 97 Prozent der Systeme, die wir jemals verkauft haben, sind immer noch in der Produktion im Einsatz und sind hardware- und softwareidentisch mit unseren neuesten Produktgenerationen. Im Gegensatz dazu erfordern HDD-basierte Systeme in der Regel alle drei bis fünf Jahre kostspielige, risikoreiche und zeitaufwändige Forklift-Upgrades, um auf neuere, schnellere Systeme umzustellen.

Wie bereits erwähnt, wurden bei den Direct-Flash-Modulen von Pure Storage sowohl die Hardware als auch die Software so entwickelt, dass die Effizienz der Flash-Technologie maximiert wird. Dies führt dazu, dass sie weniger Platz einnehmen, weniger Strom für den Betrieb und weniger Energie für die Kühlung benötigen, was die Nachhaltigkeit weiter verbessert.

Behauptung 7: All-Flash ist für große Datenvolumen unbezahlbar.

Die Wirtschaftlichkeit von All-Flash ist auch bei einer Skalierung auf 20 PB gegeben. Mit den branchenweit größten Flash-Laufwerken (75 TB) lassen sich bereits mehrere Petabytes an Daten in nur drei HE unterbringen. Mit der Scale-up-Architektur von „Flash Blade//E“ hat Pure Storage im letzten Jahr eine Flash-Speicherlösung für unstrukturierte Daten vorgestellt.

FlashBlade//E konkurriert bei den Anschaffungskosten mit Festplattenlösungen, bei schätzungsweise 40 Prozent geringeren Gesamtbetriebskosten über sechs Jahre. Jedes Flash-Blade//E-Gehäuse unterstützt bis zu 40 x 48-TB-Direct-Flash-Module und kann in Schritten von 2 PB erweitert werden. Flash ist somit wirtschaftlich auch in Petabyte-Größenordnung.

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