Storage All Flash: e suas aplicações fundamentais

Índice:

• O que é um storage all-flash?
• Como a arquitetura sem partes móveis impacta o ambiente?
• Aplicações em bancos de dados e sistemas transacionais
• Virtualização de servidores e infraestrutura de desktop virtual (VDI)
• Análise de Big Data e cargas de trabalho de IA
• Produção de vídeo em alta resolução e computação gráfica
• Quais protocolos de rede extraem o máximo do all-flash?
• O papel do software na otimização do armazenamento
• Considerações sobre custo e durabilidade dos SSDs
• A evolução para NVMe e o futuro do acesso rápido

Muitas empresas enfrentam gargalos de desempenho em suas infraestruturas de TI por causa da lentidão dos discos rígidos tradicionais. Esses componentes mecânicos simplesmente não conseguem acompanhar a demanda por acesso rápido aos dados, gerada por aplicações modernas e cargas de trabalho intensivas. O resultado direto é uma experiência lenta para o usuário e processos de negócio que demoram mais que o necessário.

A tecnologia de armazenamento all-flash surge como uma resposta direta a esse problema. Ao substituir completamente os discos mecânicos (HDDs) por unidades de estado sólido (SSDs), esses sistemas eliminam as latências associadas às partes móveis. Essa mudança fundamental na arquitetura do storage transforma radicalmente a velocidade com que as informações são lidas e escritas, o que abre novas possibilidades para diversas aplicações corporativas.

O que é um storage all-flash?

Um storage all-flash é um sistema de armazenamento de dados que utiliza exclusivamente memórias de estado sólido, como SSDs, para guardar informações de forma persistente. Diferente das soluções híbridas ou baseadas em disco, ele não possui quaisquer partes mecânicas, o que reduz drasticamente o tempo de acesso aos arquivos e melhora o desempenho geral.

A principal característica dessa tecnologia é sua capacidade para entregar um número muito alto de operações de entrada e saída por segundo (IOPS). Em nossos testes, a diferença é notável, principalmente em cenários com acessos aleatórios. Enquanto um HDD precisa mover fisicamente uma cabeça de leitura, um SSD acessa os dados eletronicamente, o que torna o processo milhares de vezes mais rápido.

Como a arquitetura sem partes móveis impacta o ambiente?

A ausência completa de componentes mecânicos em um storage all-flash gera vários benefícios além da velocidade. Primeiramente, o consumo de energia é consideravelmente menor, porque não existem motores para girar pratos ou mover braços atuadores. Isso também diminui a necessidade de refrigeração no datacenter, o que resulta em uma economia significativa nos custos operacionais.

Além disso, a confiabilidade aumenta bastante. Os SSDs são muito mais resistentes a choques e vibrações, fatores que frequentemente causam falhas em discos rígidos. Com um MTBF (Tempo Médio Entre Falhas) superior, os sistemas all-flash apresentam menos paradas não programadas. Essa maior estabilidade é fundamental para ambientes que precisam de alta disponibilidade.

Aplicações em bancos de dados e sistemas transacionais

Bancos de dados que suportam sistemas transacionais online (OLTP), como os usados em e-commerces e ERPs, são talvez os maiores beneficiados pelos storages all-flash. Essas aplicações executam um volume imenso de pequenas operações de leitura e escrita aleatórias. A baixa latência dos SSDs acelera cada uma dessas transações, o que melhora diretamente a resposta do sistema.

Em um ambiente com HDDs, as consultas frequentemente formam filas de espera, o que degrada a experiência do usuário final. Um sistema all-flash, no entanto, consegue processar milhares de consultas simultâneas com latência inferior a um milissegundo. Por isso, a migração para essa tecnologia frequentemente resolve problemas crônicos de desempenho em bancos de dados.

Virtualização de servidores e infraestrutura de desktop virtual (VDI)

Ambientes de virtualização, tanto de servidores quanto de desktops (VDI), impõem uma carga de trabalho muito aleatória e imprevisível sobre o armazenamento. Um dos piores cenários é a "tempestade de boot", que ocorre quando centenas de máquinas virtuais são iniciadas ao mesmo tempo. Storages tradicionais raramente suportam essa demanda.

Um storage all-flash lida com esses picos de I/O sem qualquer dificuldade. Ele fornece o desempenho necessário para que as VMs iniciem rapidamente e operem com agilidade. Para os usuários de VDI, isso significa um desktop virtual que responde tão bem quanto uma máquina física, o que melhora muito a produtividade e a satisfação da equipe.

Análise de Big Data e cargas de trabalho de IA

As plataformas de análise de Big Data e os modelos de Inteligência Artificial processam conjuntos de dados gigantescos para extrair insights ou treinar algoritmos. A velocidade com que esses dados são ingeridos e acessados é um fator crítico para a eficiência do processo. Qualquer gargalo no armazenamento atrasa todo o pipeline de trabalho.

Os sistemas all-flash fornecem a alta taxa de transferência (throughput) e o baixo tempo de resposta necessários para alimentar essas aplicações. Eles aceleram a carga dos dados, o processamento em lote e as consultas interativas. Como resultado, as equipes de ciência de dados conseguem obter respostas mais rapidamente e iterar sobre seus modelos com muito mais agilidade.

Produção de vídeo em alta resolução e computação gráfica

A edição de vídeo 4K ou 8K e os projetos de computação gráfica geram arquivos enormes que exigem um fluxo de dados constante e veloz. Em um ambiente de pós-produção colaborativo, vários editores precisam acessar e manipular esses arquivos simultaneamente, o que sobrecarrega qualquer sistema de armazenamento convencional.

Nessas situações, um storage all-flash conectado a uma rede de alta velocidade, como 10GbE ou superior, elimina os engasgos durante a edição e acelera drasticamente os tempos de renderização. A tecnologia suporta múltiplos fluxos de vídeo sem quedas de quadros. Assim, os profissionais criativos podem focar em seu trabalho sem interrupções técnicas.

Quais protocolos de rede extraem o máximo do all-flash?

Para que um storage all-flash entregue seu potencial máximo, a rede precisa estar à altura. Protocolos de bloco como iSCSI e Fibre Channel (FC) são frequentemente usados para conectar servidores de aplicação e hosts de virtualização. Eles oferecem um caminho de dados muito eficiente e com baixa sobrecarga, ideal para cargas de trabalho sensíveis à latência.

Por outro lado, protocolos de arquivo como NFS e SMB/CIFS também se beneficiam imensamente, especialmente em redes de 10GbE, 25GbE ou mais rápidas. A combinação de um protocolo moderno com um storage all-flash cria um servidor de arquivos de altíssimo desempenho, perfeito para repositórios de mídia ou projetos de engenharia com muitos usuários.

O papel do software na otimização do armazenamento

O hardware é apenas uma parte da equação. O sistema operacional do storage all-flash incorpora diversas funcionalidades de software que são cruciais para a eficiência e a longevidade da solução. Recursos como a deduplicação e a compressão de dados, por exemplo, reduzem a quantidade de informação que precisa ser fisicamente escrita nos SSDs.

Essa redução do volume de dados economiza um espaço valioso e, ainda mais importante, diminui o desgaste das células de memória flash. Isso estende a vida útil dos drives. Tecnologias como thin provisioning e snapshots otimizados para flash também contribuem para um gerenciamento mais flexível e seguro do ambiente.

Considerações sobre custo e durabilidade dos SSDs

Embora o custo por terabyte de um sistema all-flash ainda seja maior que o de um sistema baseado em HDDs, a análise do custo total de propriedade (TCO) frequentemente favorece a tecnologia flash. A economia com energia, refrigeração e espaço físico, somada ao ganho de produtividade, justifica o investimento inicial em muitas situações.

A durabilidade dos SSDs corporativos também é uma preocupação comum, mas os drives modernos são projetados para cargas de trabalho intensas. Métricas como DWPD (Drive Writes Per Day) e TBW (Terabytes Written) ajudam a escolher o SSD correto para cada aplicação. Com o software de gerenciamento adequado, a vida útil do sistema é monitorada e otimizada continuamente.

A evolução para NVMe e o futuro do acesso rápido

A tecnologia all-flash não parou de evoluir. O surgimento do protocolo NVMe (Non-Volatile Memory Express) representa o próximo passo para reduzir ainda mais a latência. O NVMe foi projetado especificamente para memórias flash e se comunica diretamente com a CPU via barramento PCIe, o que elimina os gargalos dos antigos controladores SATA e SAS.

Ainda mais avançado, o padrão NVMe-oF (NVMe over Fabrics) estende esses benefícios para toda a rede, o que permite a criação de SANs com latência ultrabaixa. Essa tendência mostra que a busca por um acesso cada vez mais rápido aos dados continua. Adotar um storage all-flash hoje prepara a infraestrutura para essas futuras inovações.