Серверы с SSD-накопителями: дальновидная стратегия хостинга

Еще в 1956 году компьютерный гигант IBM выпустил первый в мире механический жесткий диск (HDD) с вращающимися магнитными дисками. С тех пор основные принципы работы магнитных дисков практически не изменились. Изменились лишь требования, которые теперь предъявляются к механическим компонентам этой технологии. Вместо первоначальной емкости в скромные 5 мегабайт, современные HDD требуют емкости в несколько терабайт, чтобы успевать за постоянно растущими объемами данных. С годами время доступа этих механических накопителей стало не соответствовать этим требованиям. В то время как производительность большинства вычислительных устройств, таких как вычислительная мощность или скорость системной шины, за последние десятилетия выросла многократно, стандартные магнитные диски медленно, но верно достигают своего рода узкого места в производительности. В этой ситуации становится все труднее обрабатывать все больше и больше данных с большей скоростью, и эксперты предсказывают, что традиционные жесткие диски скоро уступят свое доминирующее положение альтернативным системам хранения данных. Эти изменения подстегиваются тем, что многообещающий преемник этой модели — твердотельный накопитель (SSD) на основе флэш-памяти — уже находится в разработке. Для серверов использование SSD-накопителей больше не считается подходом, отодвинутым на задворки ИТ-мира. Отчасти это связано с недавним появлением на рынке более доступных вариантов, а также с увеличением количества обращений на чтение и запись. Более того, долговечность твердотельных накопителей также была приведена в соответствие со стандартами традиционных жестких дисков.

Твердотельные накопители отличаются от своих аналогов на жестких дисках тем, что они не состоят из множества подвижных отдельных элементов. Вместо вращающихся дисков в SSD-накопителях используются полупроводниковые микрочипы, размещенные на печатных платах. С помощью контроллеров и встроенного программного обеспечения данные сохраняются во флэш-памяти в ходе непрерывного электронного процесса. Такой процесс хранения данных называется «энергонезависимым» и используется в обычных USB-флешках, MP3-плеерах и картах памяти мобильных телефонов. Этот термин также означает, что устройства с SSD-накопителями не нуждаются в постоянном подключении к источнику питания для поддержания функций хранения данных. Когда речь идет о «летучей» рабочей памяти (RAM), все выглядит несколько иначе: информация, хранящаяся в RAM, не может быть извлечена, как только компьютер отключается от источника питания. Известно, что в прошлом за SSD-накопители для хранения больших объемов данных требовали астрономических сумм, и раньше они использовались только в самых редких случаях. Но последние тенденции показывают, что цены на SSD и HDD стремятся к паритету. В результате услуги хостинга, предлагающие серверы с SSD-накопителями, становятся все меньшей редкостью, чем раньше.

Проще говоря, твердотельный накопитель — это флешка-переросток. Процесс хранения данных происходит в электронном виде. По сравнению с магнитными дисками, использование полупроводниковых чипов имеет то преимущество, что в них отсутствует высокочувствительное оборудование, что делает их менее подверженными поломкам. Это означает, что твердотельные накопители гораздо менее чувствительны к внешним физическим воздействиям. По сути, преимущества твердотельных накопителей можно разделить на пять различных областей:

• Высокая ударопрочность: при работе накопителей на магнитных дисках падения или другие физические воздействия могут нанести огромный ущерб в процессе записи, что иногда приводит к потере данных или полному выходу из строя. Твердотельные накопители, с другой стороны, основаны на технологии микросхем, которая позволяет обмениваться данными посредством электронных импульсов. Этот тип технологии хранения данных механически прочен и устойчив к тряске и резким движениям. По данным производителей, твердотельные накопители устойчивы к ударам до 1 500 g/0,5 мс. Для сравнения, порог жестких дисков составляет всего около 350 g/2 мс. Благодаря своей ударопрочности SSD-накопители являются предпочтительным устройством хранения данных для мобильных устройств, таких как ноутбуки.

• Бесшумная работа: даже если современные жесткие диски работают очень тихо, шумы при работе механических жестких дисков все равно слышны; они часто возникают из-за работы электродвигателя жесткого диска. Типичные шумы включают жужжание, когда диск только разогревается, а также тихий щелчок. Последний звук возникает во время доступа или когда головка диска возвращается в нерабочее положение. Однако твердотельные накопители работают совершенно бесшумно из-за отсутствия механических компонентов.

• Малый вес: компактные размеры делают твердотельные накопители идеальными для мобильного использования. Твердотельные накопители значительно меньше своих механических аналогов и весят всего в два раза меньше, чем модели HDD сопоставимой емкости.

• Более низкое энергопотребление: Твердотельные накопители также более эффективны с точки зрения энергопотребления. Его немеханическая конструкция потребляет меньше энергии, чем жесткий диск, и выделяет относительно мало тепла. Это позволяет значительно увеличить время автономной работы при установке в ноутбуки. Серверы также выигрывают от применения этой технологии. Благодаря отсутствию подвижных частей SSD-серверы потребляют меньше энергии, чем их традиционные аналоги. Кроме того, благодаря тому, что эти серверы выделяют значительно меньше тепла и не имеют подвижных компонентов, требуется гораздо менее мощная система охлаждения/вентиляции. Именно поэтому центры обработки данных с SSD-серверами, как правило, гораздо более экономичны и энергоэффективны.

• Более короткое время доступа: Самым большим преимуществом SSD является его скорость. Как и в случае с другими флеш-устройствами хранения данных, твердотельные накопители имеют гораздо меньшее время доступа при чтении данных. Для пользователя это означает, что операционные системы загружаются быстрее, а время загрузки приложений также значительно сокращается. Это делает SSD-накопители отличным вариантом как для серверов, так и для частных домашних пользователей.

Твердотельные накопители являются отличным решением как для мобильных устройств, так и для домашних компьютеров. Они также становятся популярными для использования в качестве компонентов веб-серверов. Причины, по которым эти современные флэш-накопители начинают вытеснять традиционные жесткие диски из центров обработки данных, кроются как в производительности, так и в энергоэффективности. Разница в производительности между SSD и традиционными HDD становится особенно очевидной при работе с веб-хостингом. Именно поэтому все большее число провайдеров предпочитают либо оснащать свои центры обработки данных серверами с SSD, либо модернизировать механические устройства своих серверов с помощью компонентов SSD. При этом данные, к которым обычно обращаются нечасто, остаются храниться на обычных жестких дисках. Более актуальные данные, требующие высокоэффективной системы управления хранением, сохраняются на SSD-сервере. Рекомендуется переходить на сервер с SSD, когда необходимо ускорить работу таких приложений, как базы данных, CRM или системы мерчандайзинга.

Ускорение баз данных

Серверы с SSD-накопителями позволяют сократить время доступа более чем в десять раз. Это преимущество особенно важно для приложений с интенсивным вводом и выводом данных (т.е. когда информация одновременно обрабатывается и регистрируется). Именно поэтому в таких базах данных, как MySQL или MariaDB, используются твердотельные накопители. Быстрый доступ к базам данных особенно важен для веб-сайтов, которые работают под управлением сложных систем управления контентом, таких как WordPress или Drupal. Это связано с тем, что все элементы контента, темы и плагины хранятся и доступны в базах данных. В то время как традиционные устройства хранения данных все чаще сталкиваются с проблемами при выполнении этих задач, серверы с SSD в очередной раз могут продемонстрировать свои сильные стороны, ускорив структуру сайта. Впрочем, этот последний пункт ценят не только посетители сайта; Google также высоко оценивает такие характеристики производительности. При определенных условиях те, кто эксплуатирует платформы электронной коммерции, вознаграждаются за свои обновления более высоким рейтингом и лучшим коэффициентом конверсии. Microsoft Exchange Server — хороший пример технических преимуществ, которые дают твердотельные накопители для серверов: это программное обеспечение для совместной работы часто используется рабочими группами или предприятиями для отправки сообщений, назначений или контактной информации. Этот формат также предполагает хранение всей информации в одной или нескольких базах данных. Чем сложнее структура связи, тем важнее становится обеспечение стабильной передачи данных, чтобы помочь клиентам беспрепятственно синхронизировать информацию.

Облачные серверы с твердотельными накопителями

Твердотельные накопители также набирают популярность благодаря облачным вычислениям. Новые концепции веб-хостинга объединяют несколько физических твердотельных накопителей в виртуальные платформы хранения данных, также известные как сети хранения данных (SAN). Виртуальные серверы, размещенные таким образом, выигрывают от того, что эта модель отличается почти полным аппаратным резервированием. Данные, хранящиеся на виртуальных серверных платформах, никогда не располагаются на одном физическом аппаратном компоненте; вместо этого они распределяются по нескольким жестким дискам. В результате целостность и доступность данных всегда защищены в случае сбоев или дефектов аппаратных компонентов.