Flash Storage da QNAP: maior velocidade e menor latência

Índice:

• Como o flash storage da QNAP eleva o desempenho?
• O impacto da latência reduzida nas aplicações
• A diferença entre arranjos all-flash e híbridos
• Tecnologias que otimizam o uso dos SSDs
• Conectividade e a importância das redes 10GbE
• Gerenciamento do ciclo de vida dos SSDs
• Casos de uso para storages flash da QNAP
• O papel do sistema de arquivos ZFS nos modelos QuTS hero
• A escolha ideal para cada ambiente de TI

Muitas empresas enfrentam gargalos de desempenho em suas infraestruturas de TI. Esses problemas frequentemente nascem nos sistemas de armazenamento tradicionais, que usam discos rígidos mecânicos. A rotação dos pratos e o movimento das cabeças de leitura nesses HDDs criam uma latência inerente que simplesmente não atende mais às demandas das aplicações modernas, como virtualização e bancos de dados transacionais.

A tecnologia flash surge como uma resposta direta a esse desafio. Os storages baseados em SSDs eliminam as partes móveis, por isso acessam dados quase instantaneamente. A QNAP, uma das principais fabricantes do setor, desenvolveu um portfólio completo de soluções flash que exploram essa velocidade para entregar um novo patamar de performance. Esses equipamentos são projetados para reduzir drasticamente a latência e acelerar as cargas de trabalho mais intensivas.

Como o flash storage da QNAP eleva o desempenho?

Um flash storage da QNAP eleva o desempenho porque substitui os discos rígidos mecânicos por unidades de estado sólido (SSDs). Essa mudança fundamental elimina o tempo de busca e a latência rotacional, que são os maiores gargalos dos HDDs. Como resultado, as operações de leitura e escrita são executadas em uma fração do tempo, o que acelera muito as aplicações.

Essa tecnologia entrega um número de IOPS (operações de entrada e saída por segundo) muito superior ao dos sistemas baseados em disco. Em nossos testes, a diferença é evidente em ambientes com muitos acessos simultâneos, como servidores de arquivos ou hosts de máquinas virtuais. O sistema operacional da QNAP, seja o QTS ou o QuTS hero, também é otimizado para extrair o máximo dos SSDs, com recursos que melhoram ainda mais a eficiência do conjunto.

O impacto da latência reduzida nas aplicações

A latência reduzida transforma completamente a experiência do usuário e a eficiência dos processos. Em bancos de dados, por exemplo, consultas complexas que antes demoravam vários segundos passam a ser respondidas quase que instantaneamente. Essa agilidade é fundamental para sistemas de vendas online e aplicações financeiras, onde cada milissegundo conta para o sucesso da operação.

Ambientes de virtualização talvez sejam os maiores beneficiados. Com um storage flash da QNAP, o tempo para iniciar dezenas de máquinas virtuais cai drasticamente. Além disso, a performance das VMs se torna mais consistente e previsível, mesmo sob alta carga. Isso ocorre porque o storage consegue atender a múltiplas requisições de I/O simultâneas sem criar filas de espera, um cenário bastante comum com HDDs.

A diferença entre arranjos all-flash e híbridos

A QNAP oferece principalmente duas abordagens para o armazenamento flash. Os sistemas all-flash utilizam exclusivamente SSDs para armazenar todos os dados. Essa configuração entrega o máximo de desempenho e a menor latência possível, por isso é ideal para aplicações críticas de Tier 1, como bancos de dados OLTP e ambientes VDI com alta densidade de usuários.

Por outro lado, as soluções híbridas combinam a velocidade dos SSDs com a grande capacidade e o menor custo dos HDDs. Nesses sistemas, os SSDs frequentemente funcionam como um cache de alta velocidade ou como um nível de armazenamento para dados "quentes" (mais acessados). Essa abordagem oferece um excelente equilíbrio entre custo e performance para muitas empresas, acelerando a maioria das cargas de trabalho sem exigir um investimento tão alto quanto um arranjo totalmente flash.

Tecnologias que otimizam o uso dos SSDs

Apenas instalar SSDs em um storage não é suficiente para garantir a máxima eficiência. Por essa razão, a QNAP incorpora diversas tecnologias em seu software para otimizar o uso do flash. O cache SSD, por exemplo, armazena cópias dos dados mais acessados em unidades flash, o que acelera as leituras e, em alguns casos, também as escritas, sem a necessidade de migrar todos os dados para SSDs.

Outra ferramenta poderosa é o Qtier, a tecnologia de tiering automático da QNAP. O Qtier move continuamente os dados entre SSDs e HDDs com base na frequência de acesso. Dados "quentes" são promovidos para o nível flash, enquanto dados "frios" são movidos para os HDDs. Esse processo é totalmente transparente para o usuário e otimiza o uso do armazenamento caro, além de melhorar o desempenho geral do sistema.

Conectividade e a importância das redes 10GbE

Um storage all-flash extremamente rápido pode facilmente se tornar subutilizado se a rede não acompanhar seu ritmo. Uma conexão de rede Gigabit Ethernet (1GbE), por exemplo, atinge um teto de aproximadamente 125 MB/s, um valor que mesmo um único SSD SATA já consegue superar com folga. Conectar um storage flash a uma rede lenta cria um novo gargalo que anula grande parte do investimento.

Para extrair todo o potencial dos equipamentos flash, uma infraestrutura de rede com 10GbE ou superior é quase obrigatória. Muitos modelos de NAS da QNAP já vêm com portas 10GbE nativas ou suportam a instalação de placas de expansão. Além disso, a agregação de link pode ser usada para combinar múltiplas portas de rede, o que aumenta a largura de banda total e fornece redundância para a conexão.

Gerenciamento do ciclo de vida dos SSDs

Uma preocupação comum com a tecnologia flash é a durabilidade, já que as células de memória dos SSDs têm um número finito de ciclos de escrita. Para endereçar essa questão, os sistemas da QNAP incluem ferramentas avançadas para monitorar a saúde das unidades. O gerenciador de armazenamento exibe informações detalhadas sobre o TBW (Terabytes Written) e a vida útil estimada de cada SSD.

Além do monitoramento, a QNAP implementa o recurso de superprovisionamento (over-provisioning). Essa técnica reserva uma parte do espaço do SSD para o controlador, o que melhora o desempenho da escrita e a coleta de lixo. Como resultado, o superprovisionamento ajuda a mitigar o desgaste das células de memória e prolonga significativamente a vida útil do SSD, garantindo a longevidade do investimento.

Casos de uso para storages flash da QNAP

As aplicações práticas para os storages flash da QNAP são vastas e impactam diversos setores. Estúdios de edição de vídeo, por exemplo, usam esses sistemas para trabalhar com arquivos 4K e 8K em tempo real. A alta taxa de transferência e a baixa latência permitem que múltiplos editores acessem e manipulem os mesmos projetos simultaneamente, sem qualquer travamento.

No mundo corporativo, esses equipamentos são frequentemente implementados como armazenamento principal para ambientes de virtualização VMware vSphere ou Microsoft Hyper-V. A capacidade de suportar uma alta carga de IOPS consolida dezenas de máquinas virtuais em um único storage. Essa consolidação simplifica o gerenciamento e reduz o custo total de propriedade da infraestrutura.

O papel do sistema de arquivos ZFS nos modelos QuTS hero

Alguns dos storages flash mais avançados da QNAP utilizam o sistema de arquivos ZFS, disponível no sistema operacional QuTS hero. O ZFS foi projetado com foco na integridade dos dados e inclui mecanismos como checksums de ponta a ponta para detectar e corrigir a corrupção silenciosa de dados, um risco sempre presente em qualquer sistema de armazenamento.

Para ambientes flash, o ZFS traz ainda outras vantagens. A compressão e a desduplicação inline, por exemplo, reduzem a quantidade de dados que precisam ser escritos nos SSDs. Essa redução economiza um espaço valioso e, mais importante, diminui o desgaste das unidades. Assim, o ZFS não apenas protege os dados, mas também otimiza o investimento em flash.

A escolha ideal para cada ambiente de TI

A decisão entre um sistema all-flash ou híbrido depende diretamente da carga de trabalho e do orçamento disponível. Nem toda aplicação exige a performance extrema de um arranjo totalmente flash. Para muitas pequenas e médias empresas, um NAS híbrido com cache SSD ou tiering automático já representa um salto de desempenho gigantesco em relação a um sistema baseado apenas em HDDs.

No entanto, para cargas de trabalho sensíveis à latência, como bancos de dados transacionais, VDI ou aplicações de alta frequência, o investimento em um storage all-flash se justifica plenamente. Analisar os requisitos de IOPS e latência das suas aplicações é o primeiro passo para dimensionar a solução correta. A linha de produtos da QNAP oferece flexibilidade para atender a esses diferentes cenários, desde o escritório até o datacenter. A tecnologia flash, sem dúvida, é a resposta para os desafios de desempenho atuais.