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Perché le unità SSD sono poco perfermanti PDF Stampa E-mail
Giovedì 28 Maggio 2015 11:50

Perché le unità SSD non sono performanti

La tecnologia SSD è relativamente nuova e non sorprende quindi il fatto che ancora non si sappia esattamente come e dove utilizzarla. In generale l’impiego più popolare per le SSD è rappresentato dai server che ospitano macchine virtuali, dove le unità allo stato solido riescono a gestire meglio l’effetto I/O blender rispetto a quanto non facciano i dischi.

Purtroppo le SSD sono ancora lontane dall’essere perfette, come viene dimostrato nello studio “Towards SLO Complying SSDs Through OPS Isolation” di Jaeho Kim e Gonghee Lee dell’Università di Seul e Sam h. Noe dell’Università Hongik. Nella presentazione dello studio si legge: “In questo articolo, vi mostriamo attraverso la valutazione empirica che le prestazioni SLO non possono essere soddisfatte con le attuali SSD commerciali”.

Si tratta di una affermazione pesante, ma vediamo cosa ha spinto questi ricercatori a fare una dichiarazione del genere.

L’esperimento sulle SSD

Per il loro esperimento i ricercatori hanno utilizzato una MLC SSD commerciale da 128 GB, testandola sia “pulita” e quindi non ancora utilizzata, sia “invecchiata”. Il processo di invecchiamento è stato prodotto mediante delle scritture casuali che vanno da 4 KB a 32 KB per una scrittura totale che supera la capacità della SSD, provocando in tal modo la raccolta di rifiuti (Garbage Collection).

Per la fase di test sono state utilizzate tracce dall’ Umass Trace Repository, un sistema che offre rete, storage e altre tracce alla comunità scientifica per l’analisi. Le tracce sono state riprodotte generando I/O reali su SSD per tre differenti workloads: financial, MSN e Exchange.

Le variabili in gioco per le SSD

In aggiunta ai test sulle performance delle SSD pulite e invecchiate, altri test sono stati condotti valutando la variazione di larghezza di banda I/O con l’esecuzione individuale e contemporanea di VM, prima su SSD pulite e poi su SSD invecchiate. I risultati sono sorprendenti: come mostrato nel grafico sottostante vi è un notevole calo di performance nel caso di SSD invecchiate.

ssd performanceEcco perché le unità SSD non possono ritenersi al top delle perfomance. I ricercatori attribuiscono questo calo di prestazioni a processo di garbage collection. La memoria flash richiede interi blocchi da scrivere. Quando il numero di invalid pages all’interno di un blocco raggiunge una certa soglia, i restanti dati buoni vengono riscritti in un nuovo blocco e i dati non validi vengono svuotati. Purtroppo però non è possibile sapere esattamente cosa succede all’interno di una SSD, perché la logica di controllo è come fosse una scatola nera: è possibile vedere i dati in ingresso al FTL e vederli scritti, ma il processo interno non è visibile.

Consigli per utilizzo di SSD

L’archiviazione Flash ha rivoluzionato il settore dello storage aziendale. Prima però di affidarsi a queste soluzioni, i ricercatori consigliano di:

  • Dare ad ogni VM la propria partizione su SSD;
  • Testare l’età della SSD per quantificare le prestazioni effettive;
  • Mettere in conto che in futuro si possono verificare latenze a causa di garbage collection.

La unità SSD potrebbero raggiungere il loro massimo potenziale se i vendotori fossero in grado di sospendere il processo di garbage collection.

 

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