Macierze SAN swoją stabilną pozycję na rynku pamięci masowych zawdzięczają w głównej mierze wydajności, skalowalności i odporności na awarie. Sieci SAN ze względu na koszt i złożoność najlepiej sprawdzają się w dużych centrach danych, a najczęstszym przypadkiem użycia takich właśnie sieci jest hosting baz danych. Urządzenia tej klasy znajdują też szerokie zastosowanie w organizacjach, które korzystają z wirtualnych serwerów czy platform VDI.

Najpoważniejszą alternatywę dla macierzy SAN stanowią serwery NAS. Są stosunkowo tanie i dużo łatwiejsze w konfiguracji niż rozwiązania konkurencyjne. Dlatego NAS-y zazwyczaj trafiają do małych i średnich firm, gdzie służą jako platformy do przechowywania danych ogólnego przeznaczenia i tworzenia kopii zapasowych bądź jako serwery plików.

W przypadku NAS-ów cały ruch kierowany jest przez sieć LAN. Z kolei macierze dyskowe SAN wykorzystują sieć opracowaną wyłącznie z myślą o przechowywaniu danych, gdzie ruch jest zazwyczaj obsługiwany przez protokół Fibre Channel. Warto zaznaczyć, że na rynku od dawna dostępne są rozwiązania typu unified storage, które pozwalają na natywną obsługę plików oraz bloków w ramach jednego systemu. Zwolennicy takich systemów przekonują, że jest to poważne udogodnienie dla przedsiębiorstw, ponieważ te, zamiast inwestować w macierze NAS i SAN, instalują pojedyncze urządzenie.

– Największe zainteresowanie macierzami unified storage przejawia sektor MŚP, co jest rezultatem częstego braku działów IT w takich firmach. Zastosowanie uniwersalnych systemów odpowiada na potrzeby współdzielenia różnego rodzaju danych na jednym urządzeniu – wyjaśnia Sebastian Kulpa, Senior Client Executive w Lenovo Data Center Group.

Przeciwnicy unifikacji twierdzą, że sprawdza się ona jedynie w przypadku firm, które muszą ogarnąć małą ilość danych, przykładowo 30 TB plików oraz 5 TB bloku. Natomiast wdrożenie rozwiązania unified storage w sytuacji, kiedy występują poważne dysproporcje pomiędzy zasobami plikowymi i blokowymi nie opłaca się zarówno ze względów ekonomicznych, jak i technologicznych. Trzeba też mieć na uwadze, że rywalizacja w segmencie pamięci masowych już od pewnego czasu nie ogranicza się wyłącznie do rywalizacji macierzy SAN i NAS. Część firm migruje do chmury, a kilka miesięcy temu Amazon zaprezentował usługę EBS io2 o niezawodności rzędu 99,999 proc. i 500 IOPS na każdy GB danych.

Zdaniem integratora

Tomasz Spyra, CEO, Rafcom  

Popyt na macierze SAN od dłuższego czasu pozostaje na niezmienionym poziomie. Z naszych doświadczeń wynika, że pandemia nie zahamowała sprzedaży tej klasy systemów. Klienci kupujący macierze kierują się głównie ich funkcjonalnością oraz wydajnością i wybierają je pod kątem konkretnych zastosowań. Coraz więcej firm inwestuje w macierze all-flash, które są przeznaczone do obsługi wirtualizacji, a także baz danych o dużym obciążeniu. Jednak zdarzają się też przypadki, że choć nie ma wyraźnych przesłanek, aby wdrożyć all-flash, klienci decydują się na taki krok. Najczęściej dotyczy to firm korzystających z niewielkiej przestrzeni dyskowej. Natomiast macierze hybrydowe zazwyczaj trafiają do organizacji potrzebujących dużych pojemności liczonych w kilkuset terabajtach. Warto podkreślić, że od ponad dwóch lat obserwujemy wzrost zapotrzebowania na pamięć masową typu all-flash kosztem rozwiązań hybrydowych. Obecnie większość sprzedawanych przez nas macierzy to właśnie rozwiązania typu all-flash. Dzieje się tak ze względu na wysycenie możliwości rozwiązań hybrydowych, spowodowane między innymi nieprzewidywalną wydajnością, a także na korzyści związane z adopcją mechanizmów redukcji danych na systemach all-flash. Producenci zapewniają  parametry deduplikacji i kompresji na poziomie 4:1. Jeśli porównamy cenę terabajta pamięci flash w stosunku do rozwiązań standardowych, zakup macierzy hybrydowej może się nie opłacać.

  

Zdaniem Krzysztofa Wyszyńskiego, IT Architecta w Netology, taka usługa jest idealna dla użytkowników, którzy uruchamiają projekty raz na kilka miesięcy. Jednak dla klientów wymagających ciągłej dostępności, EBS io2 może się nie opłacać. Inną alternatywą dla macierzy SAN jest inwestycja w architekturę hiperkonwergentną czy systemy klasy Software Defined Storage (SDS). Jak widać, przedsiębiorcy poszukujący systemów pamięci masowych mają pole manewru, co może nieco niepokoić dostawców klasycznych macierzy dyskowych. Choć ci ostatni wciąż mają w zanadrzu kilka silnych argumentów, a chyba najmocniejszym jest chęć korzystania przez przedsiębiorców ze znanych i sprawdzonych rozwiązań.

– Rodzimi klienci bardziej preferują macierze SAN niż rozwiązania SDS. Wynika to z faktu, że dużo łatwiej się nimi administruje. Nowe interfejsy graficzne pozwalają, po odpowiednim skonfigurowaniu, zarządzać macierzami także mniej doświadczonym administratorom. Natomiast SDS wymaga większego zaangażowania ze strony działu IT – tłumaczy Tomasz Spyra, CEO Rafcomu.

All-flash dyktuje warunki

Największe ożywienie w segmencie macierzy SAN nastąpiło wraz z pojawieniem systemów all-flash. W początkowej fazie były one traktowane jako urządzenia zarezerwowane dla organizacji z wypchanymi portfelami, ale to się powoli zmienia. Obecnie urządzenia all-flash są motorem napędowym rynku macierzy SAN. Według IDC w trzecim kwartale ubiegłego przychody z ich sprzedaży wyniosły 2,7 mld dol., co oznacza 0,5 proc. wzrost w ujęciu rok do roku. Niewiele więcej, bo 2,8 mld dol., wydali klienci na zakup macierzy hybrydowych wyposażonych zarówno w nośniki flash, jak i tradycyjne dyski HDD. Jednak w tym przypadku nastąpił spadek o 0,7 proc. Biorąc pod uwagę fakt, że w ubiegłym roku świat biznesu zmagał się z poważnym kryzysem gospodarczym, powyższe wyniki należy uznać za przyzwoite. W bieżącym roku można spodziewać się kolejnych wzrostów, a ich poziom w dużym stopniu będzie zależeć od tempa w jakim topnieć będą ceny pamięci NAND Flash. Jim Handy, dyrektor generalny Objective Analysis, przewiduje, że do końca 2021 r. ten spadek wyniesie około 10 proc.

Część ekspertów oraz producentów macierzy dyskowych duże nadzieje pokłada w pamięciach QLC, które stanowią kolejny krok w rozwoju technologii komórek wielostanowych. Eric Burgener, wiceprezes ds. badań w IDC, uważa, że już w najbliższych miesiącach będziemy świadkami ekspansji systemów korporacyjnych korzystających z nośników QLC, pozwalających na obniżenie ceny za GB pamięci flash. Jednak entuzjazmu Burgenera nie podzielają eksperci z Della czy IBM-a. Ci pierwsi przewidują, że urządzenia wyposażone w QLC trafią do głównego nurtu nie wcześniej niż w 2022 r. Lider rynku korporacyjnych pamięci masowych tłumaczy to tym, że nie dostrzega wystarczających korzyści ekonomicznych, które rekompensowałyby wady nośników QLC NAND.

– Mamy do czynienia ze skomplikowaną technologią. W przypadku odczytów występują dłuższe opóźnienia niż w przypadku TLC. Do tego dochodzi stosunkowo niewielka wytrzymałość. Dlatego też nośniki QLC nie będą mogły być używane przy większych obciążeniach. Jednak zawsze są sposoby, aby ominąć problemy. Wystarczy umieścić w pokoju sprytnych inżynierów i mówić im, że nie mogą czegoś zrobić. Warto nad tym popracować, tym bardziej, że pozwala to obniżyć koszty flash o 20 – 25 proc. – przyznaje Andy Walls, CTO i główny architekt IBM Flash Systems.

Konstruktorzy starają się za wszelką cenę upchnąć jak najwięcej bitów w komórce pamięci. Tego typu działania prowadzą do obniżenia ceny NAND Flash. Dobra wiadomość jest taka, że im się to udaje, niemniej upychanie bitów niesie ze sobą pewne negatywne konsekwencje. QLC pozwala na przechowywanie 4 bitów informacji w jednej komórce pamięci i choć są one tańsze od innych rodzajów pamięci flash NAND, to nie ma nic za darmo. Rzecz w tym, że każdy bit dodany do komórek flash NAND zmniejsza wytrzymałość mierzoną jako liczba zapisów przed zużyciem komórki. I jeśli SLC jest oceniane na około 100 000 cykli zapisu na komórkę, MLC na 10 000, a TLC na 1000, to QLC zaledwie na… 100.

Niemniej proces zagęszczania nie kończy się na QLC. Coraz częściej słyszy się o planach wprowadzenia do macierzy all-flash kolejnego rodzaju pamięci NAND Flash. Chodzi o 5-bitowe pamięci PLC (penta-level cell). Nowe nośniki oferują jeszcze wyższe zagęszczenie, a tym samym niższą cenę niż QLC, ale jednocześnie słabszą trwałość (10 cyklów zapisu) i niższą wydajność.

Co z tym Fibre Channel?

Co by nie mówić o Fibre Channel (FC), ta licząca sobie ponad trzy dekady technologia jest wyjątkowo odporna. Już niejednokrotnie odsyłano ją do lamusa, a po raz pierwszy chyba gdzieś około 2002 r. Wówczas miał ją zastąpić protokół iSCSI,później duże nadzieje wiązano z Fibre Channel over Ethernet. Choć oba protokoły nadal istnieją, w sieciach SAN dominuje Fibre Channel, co jest o tyle ciekawe, że ustępuje pod względem wydajności rywalom. Przełączniki FC oferują bowiem przepustowość na poziomie 4, 8, 16 i 32 Gb/s, a chociaż w drugiej połowie ubiegłego roku Broadcom przedstawił 7 generację switchy, umożliwiającą transfer na poziomie 64 Gb/s., to jakby nie patrzeć, jest to wciąż mniej niż 100 GbEthernet. Co jednak nie ma większego wpływu na decyzje zakupowe klientów.

– W 90 proc. przypadków zastosowanie FC w zupełności wystarcza, zarówno pod kątem prędkości transferu, jak i wydajności mierzonej w IOPS. Co więcej, większość klientów nie jest w stanie wykorzystać nawet połowy przepustowości w posiadanych macierzach SAN – podkreśla Sebastian Kulpa.

Prace w toku

Niemniej w biurach badawczo-rozwojowych cały czas trwają poszukiwania rozwiązań, które mogą zastąpić wysłużoną technologię. Jednym z największych faworytów wydaje się być na dzień dzisiejszy NVMe over Fabric. Jak sama nazwa wskazuje, to rozwiązanie powiązane ze standardem NVMe, który pozwala na podłączenie dysków SSD za pośrednictwem szyny PCIe. To umożliwia napędom NAND Flash pokazanie ich maksymalnych możliwości w zakresie przepustowości. Jednocześnie to duży krok w dalszej ewolucji i rozwoju systemów all-flash. Jednak, aby w efektywny sposób korzystać z NVMe w macierzach dyskowych, trzeba je podłączyć za pomocą sieci umożliwiającej odpowiednią jakość obsługi. I tutaj z odsieczą przychodzi właśnie NVMe over Fabric. Jego największą zaletą jest kompatybilność ze standardami sieciowymi, jak Fibre Channel, iWARP, RDMA over Converged Ethernet, (RoCE), InfiniBand czy TCP.

– Paradoksalnie, adaptacja standardu NVMe w warstwie sieci najszybciej dokonała się u producentów przełączników FC, czyli Broadcoma i Cisco. Jeśli dysponujemy siecią SAN Brocade’a 5 generacji, czyli technologią z 2013 roku, nasza sieć SAN jest gotowa na NVMeoF z zachowaniem istniejącej architektury i metod administracyjnych – mówi Krzysztof Wyszyński.

Technologia jest stosunkowo nowa i jak na razie znajduje zastosowanie w urządzeniach współdziałających z aplikacjami przeznaczonymi do obsługi zaawansowanej analityki biznesowej czy realizacji projektów związanych ze sztuczną inteligencją oraz uczeniem maszynowym. Jest jeszcze za wcześnie, aby przewidzieć przyszłość NVMeoF,ale są przesłanki pozwalające mieć nadzieję, że nie podzieli ona losów takich protokołów, jak Fibre Channel over Ethernet. Większość dostawców macierzy pamięci masowej oferuje już macierze półprzewodnikowe z wewnętrzną pamięcią NVMe. Analitycy Gartnera przewidują, iż w ciągu najbliższych 12 miesięcy, coraz więcej dostawców infrastruktury będzie oferować obsługę łączności NVMe-oF do hostów obliczeniowych.

Zdaniem specjalisty   

Piotr Drąg, Storage Category Manager, HPE  

Po pierwszym zamknięciu gospodarki popyt na macierze SAN wyraźnie spadł. Rynek na tej klasy systemy skurczył się o ponad 20 proc. w ujęciu rocznym. Natomiast w drugiej połowie nastąpiło wyraźnie odbicie  – sprzedaż wzrosła o jedną piątą. Niełatwo prognozować jaka będzie tendencja w 2021 r., bo sytuacja z jednej strony jest wciąż niepewna, zaś z drugiej nic tak w ostatnich latach nie przyspieszyło cyfrowej transformacji jak pandemia. Naturalnie, wraz z rosnącą cyfryzacją gospodarki wręcz wykładniczo rośnie liczba danych, które oczywiście trzeba gdzieś przechowywać. Stąd też wzrastający popyt na macierze SAN. Największą popularnością cieszą się systemy hybrydowe. Odnotowujemy też wzrost sprzedaży all-flash, aczkolwiek trend ten uległ spowolnieniu, gdyż ceny nośników SSD nie spadają w tak szybkim tempie, jak było to jeszcze niedawno prognozowane.

  
Wojciech Wolas, Data Center Sales Manager, Dell Technologies  

Wybuch pandemii na przełomie 2019 i 2020 r. przyczynił się do spowolnienia sprzedaży macierzy SAN. Jednak w drugiej połowie ubiegłego roku na rodzimym rynku nastąpił znaczny wzrost popytu na tego typu systemy. Przewidujemy, że jeżeli sytuacja pandemiczna się nie pogorszy, to tendencja wzrostowa utrzyma się także w 2021 r. Większość macierzy SAN obsługuje systemy transakcyjne, w których kluczowa jest wydajność i krótkie czasy odpowiedzi. Dlatego też klienci wybierają rozwiązania all-flash, zwłaszcza że rośnie pojemność dysków SSD i spada koszt za TB. Macierze all-flash, szczególnie z gwarantowanym stopniem redukcji danych, zapewniają dodatkowe korzyści, takie jak zdecydowanie mniej miejsca w szafie w serwerowni, niższe zużycie energii i mniejsze wydzielanie ciepła.

  
Michał Wielgus, Product Manager, Veracomp  

Pandemia nie spowodowała spadku popytu na macierze SAN, ponieważ branże najmocniej dotknięte przez lockdown nie są głównymi odbiorcami tego typu rozwiązań. Z drugiej strony niesamowicie szybko postępujący rozwój rynku e-commerce wręcz przyczynił się do wzrostu zapotrzebowania na macierze SAN. Sklepy internetowe oraz liczne branże, które przeniosły swoją działalność do sieci, potrzebują niezawodnych i wydajnych rozwiązań z niskimi opóźnieniami, które zapewnią dostępność systemu transakcyjnego w trybie 24/7. W konfiguracjach najpopularniejszych systemów widać wyraźny spadek udziału dysków talerzowych SAS 10K oraz całkowite odejście od dysków SAS 15K, które zostały wyparte przez SSD ze względu na lepszą wydajność w bardzo zbliżonej cenie oraz wyższe pojemności.