Benefícios e limitações dos storages NAS all-flash

Índice:

• O que define o desempenho superior de um NAS all-flash?
• O impacto do all-flash no desempenho da rede
• Aplicações que mais se beneficiam com a tecnologia
• O custo por Terabyte é realmente um problema?
• Durabilidade e vida útil dos SSDs em ambientes corporativos
• Limitações para arquivamento e dados frios
• Gerenciamento de calor e consumo energético
• A questão da recuperação de dados em falhas de SSD
• A escolha certa para cada ambiente de TI

Muitas empresas hoje enfrentam um gargalo de desempenho que não está nos seus servidores ou na rede, mas sim no armazenamento. Os discos rígidos tradicionais, com suas partes mecânicas, frequentemente não conseguem acompanhar a velocidade exigida por aplicações modernas. Essa limitação impulsionou a busca por alternativas mais rápidas, colocando os storages all-flash no centro das discussões sobre infraestrutura de TI.

Um storage NAS (Network Attached Storage) equipado exclusivamente com SSDs (Solid-State Drives) promete resolver esse problema, pois oferece latência ultrabaixa e uma taxa de transferência de dados muito superior. No entanto, a adoção dessa tecnologia não é uma decisão simples. Ela envolve uma análise cuidadosa dos custos, das cargas de trabalho e das limitações inerentes aos drives de estado sólido, que nem sempre são evidentes.

Este artigo técnico explora os principais benefícios e as desvantagens dos sistemas NAS all-flash. O objetivo é fornecer uma visão clara para que gestores de TI e administradores de sistemas possam avaliar se essa solução é a mais adequada para seu ambiente, equilibrando a necessidade de performance com as realidades orçamentárias e operacionais.

O que define o desempenho superior de um NAS all-flash?

Um storage NAS all-flash é um servidor de armazenamento conectado à rede que utiliza apenas SSDs em vez de discos rígidos mecânicos. Essa arquitetura elimina completamente os gargalos de I/O associados a peças móveis, por isso entrega uma resposta quase instantânea para leitura e escrita de dados.

A principal diferença reside na forma como os dados são acessados. Enquanto um HDD precisa mover cabeçotes de leitura e girar pratos para encontrar uma informação, um SSD acessa qualquer célula de memória com a mesma velocidade, o que reduz drasticamente a latência. Em nossos testes, essa característica melhora o tempo de resposta de bancos de dados e máquinas virtuais, que são cargas de trabalho bastante sensíveis a atrasos.

Como resultado, as aplicações executadas sobre esse tipo de storage funcionam de maneira muito mais fluida. A experiência do usuário final melhora, e processos que antes demoravam minutos podem ser concluídos em poucos segundos. Frequentemente, o ganho de produtividade justifica o investimento inicial mais alto.

O impacto do all-flash no desempenho da rede

Adotar um NAS all-flash sem uma infraestrutura de rede compatível quase sempre gera um novo gargalo. A velocidade do armazenamento é tão alta que uma rede de 1GbE, por exemplo, satura rapidamente. Isso significa que os usuários não conseguirão aproveitar todo o potencial do equipamento, pois a conexão se torna o elo mais fraco do sistema.

Para extrair o máximo de um sistema all-flash, é fundamental ter uma rede de alta velocidade, como 10GbE ou superior. Essa infraestrutura suporta as altas taxas de IOPS (operações de entrada e saída por segundo) e a largura de banda que os SSDs fornecem. Sem essa atualização, o investimento no storage acaba subutilizado, o que frustra as expectativas de desempenho.

Alguns administradores tentam usar a agregação de link com várias portas de 1GbE para contornar essa limitação. Embora essa técnica aumente a largura de banda total disponível para múltiplos clientes, ela raramente melhora a velocidade para uma única conexão. Portanto, para tarefas que exigem alta performance em uma única tarefa, como a edição de vídeo 8K, uma conexão de 10GbE nativa ainda é indispensável.

Aplicações que mais se beneficiam com a tecnologia

Várias cargas de trabalho corporativas se beneficiam diretamente da baixa latência dos storages all-flash. Ambientes de virtualização, por exemplo, são um caso clássico. Um único NAS pode hospedar dezenas de máquinas virtuais, e a capacidade do sistema de responder rapidamente a múltiplas requisições simultâneas evita o fenômeno conhecido como "tempestade de I/O", comum durante o boot de vários sistemas.

Bancos de dados transacionais, como os utilizados em sistemas de ERP e e-commerce, também são fortemente impactados. Nessas aplicações, cada milissegundo conta, e a agilidade na escrita e leitura de pequenos blocos de dados acelera as consultas e a finalização das transações. Isso se traduz em uma melhor experiência para o cliente e em operações de negócio mais eficientes.

Outro setor que aproveita bastante essa tecnologia é o de edição de vídeo e pós-produção. O trabalho com arquivos de alta resolução, como 4K e 8K, exige uma taxa de transferência de dados massiva e constante. Um NAS all-flash sustenta esse fluxo de trabalho sem interrupções, o que permite que múltiplos editores acessem e manipulem os mesmos projetos de forma colaborativa e sem atrasos.

O custo por Terabyte é realmente um problema?

O custo inicial de um NAS all-flash é indiscutivelmente mais alto que o de um sistema equivalente baseado em HDDs. O preço por Terabyte dos SSDs ainda é superior, o que pode assustar gestores com orçamentos mais restritos. No entanto, uma análise focada apenas nesse valor pode ser enganosa, porque ignora outros fatores econômicos importantes.

Ao avaliar o Custo Total de Propriedade (TCO), o cenário muda. Os sistemas all-flash consomem muito menos energia e geram menos calor, o que reduz os custos com eletricidade e refrigeração no datacenter. Além disso, sua densidade de armazenamento é maior, ou seja, ocupam menos espaço físico em racks, um recurso valioso e caro em muitos ambientes corporativos.

Muitos sistemas all-flash modernos também incluem tecnologias eficientes de redução de dados, como a desduplicação e a compressão. Em alguns cenários, como em ambientes de VDI com muitos clones de sistemas operacionais, essas funcionalidades podem reduzir a necessidade de espaço em disco em até 10 vezes. Assim, o custo efetivo por Terabyte se torna bastante competitivo.

Durabilidade e vida útil dos SSDs em ambientes corporativos

Uma preocupação comum sobre os SSDs é a sua durabilidade, especificamente o limite de ciclos de escrita que as células de memória suportam. Muitos temem que os drives falhem prematuramente sob as cargas de trabalho intensas de um ambiente corporativo. Felizmente, essa é uma preocupação que os fabricantes já endereçaram há bastante tempo.

Os SSDs de classe empresarial são construídos com componentes de alta resistência e possuem classificações de durabilidade muito superiores às dos modelos de consumo. Métricas como DWPD (Drive Writes Per Day) indicam quantas vezes a capacidade total do drive pode ser reescrita diariamente durante o período de garantia, geralmente de cinco anos. Para a maioria das cargas de trabalho, esses valores são mais que suficientes.

Além disso, os sistemas operacionais dos storages NAS implementam algoritmos avançados de wear leveling, que distribuem as operações de escrita uniformemente por todas as células de memória. Essa técnica evita que algumas áreas do SSD se desgastem mais rápido que outras. Com o over-provisioning, uma parte da capacidade do drive é reservada para substituir células falhas, o que prolonga ainda mais sua vida útil.

Limitações para arquivamento e dados frios

Apesar de seu desempenho excepcional, um NAS all-flash raramente é a escolha ideal para armazenamento de longo prazo ou dados frios. Esses são dados que são acessados com pouca frequência, como backups antigos, arquivos de projetos concluídos ou registros de conformidade. Para essas finalidades, o alto custo por Terabyte dos SSDs não se justifica.

O desempenho de um sistema all-flash seria desperdiçado em um cenário de arquivamento, onde a prioridade é a capacidade massiva e o baixo custo. Os discos rígidos tradicionais ainda oferecem uma vantagem econômica imbatível para armazenar grandes volumes de dados que não exigem acesso imediato. Por isso, muitas empresas adotam uma abordagem híbrida.

Uma estratégia de tiering automático, por exemplo, move os dados entre diferentes tipos de armazenamento com base na frequência de uso. Os dados "quentes", acessados constantemente, ficam no tier all-flash, enquanto os dados "frios" são migrados para um tier mais lento e barato, composto por HDDs. Essa abordagem equilibra perfeitamente o desempenho e o custo.

Gerenciamento de calor e consumo energético

Um dos benefícios mais subestimados dos storages NAS all-flash é sua eficiência energética. Como os SSDs não possuem partes móveis, eles consomem uma fração da energia necessária para operar um conjunto de discos rígidos. Em um datacenter com centenas ou milhares de drives, essa diferença se traduz em uma economia substancial na conta de eletricidade.

A menor geração de calor é outra consequência direta da ausência de componentes mecânicos. Um array de HDDs produz uma quantidade significativa de calor, o que exige sistemas de ar condicionado potentes para manter a temperatura operacional sob controle. Um sistema all-flash, por sua vez, alivia a carga sobre a infraestrutura de refrigeração, o que resulta em ainda mais economia.

Essa característica também torna os storages all-flash ideais para escritórios remotos ou pequenos armários de TI, onde o espaço e a capacidade de refrigeração são limitados. A possibilidade de operar com menos ruído e calor simplifica a implementação em ambientes que não foram projetados para serem datacenters tradicionais.

A questão da recuperação de dados em falhas de SSD

A forma como os dados são armazenados em um SSD apresenta um desafio único em caso de falha. Quando um disco rígido mecânico falha, muitas vezes é possível recorrer a serviços especializados que recuperam os dados diretamente dos pratos magnéticos. Esse processo, embora caro, tem uma taxa de sucesso relativamente alta se os pratos não forem danificados.

Com um SSD, a situação é bem diferente. Uma falha no controlador do drive ou o esgotamento das células de memória pode tornar os dados permanentemente inacessíveis. A recuperação de dados de um SSD que falhou eletronicamente é um processo extremamente complexo e, em muitos casos, simplesmente impossível. Essa é uma limitação técnica que precisa ser considerada.

Por essa razão, uma estratégia de backup robusta é ainda mais crítica em ambientes all-flash. A confiança em arranjos RAID para proteção não é suficiente, pois o RAID protege contra a falha de um ou mais drives, mas não contra a corrupção de arquivos, exclusão acidental ou um desastre maior. A implementação de rotinas de backup regulares e testadas é a única garantia de segurança para os dados.

A escolha certa para cada ambiente de TI

Fica claro que um storage NAS all-flash não é uma solução universal, mas sim uma ferramenta poderosa para cenários específicos. Seu principal benefício, a performance, atende perfeitamente às necessidades de aplicações sensíveis à latência, onde a velocidade de acesso aos dados impacta diretamente a produtividade e os resultados do negócio.

No entanto, o custo mais elevado e as particularidades da tecnologia, como a dificuldade na recuperação de dados em caso de falha, exigem uma análise cuidadosa. Para cargas de trabalho que priorizam a capacidade de armazenamento em detrimento da velocidade, como arquivamento de dados e backups, os sistemas baseados em HDDs ou soluções híbridas continuam sendo as opções mais lógicas e econômicas.

Portanto, a decisão de adotar um NAS all-flash deve ser guiada por uma avaliação profunda das necessidades da aplicação e do retorno sobre o investimento esperado. Quando a demanda por baixa latência e alto IOPS é real, essa tecnologia é a resposta para eliminar gargalos e modernizar a infraestrutura de dados.