Brian a récemment animé une podcast avec Jason Adrian, coprésident du projet de stockage OCP et responsable du matériel chez Azure, où ils ont discuté de l'avenir des solutions de stockage. Le principal sujet de discussion était le facteur de forme polyvalent E1.S. D'après notre conversation, si vous n'êtes pas enthousiasmé par la promesse de cette technologie, vous devriez probablement l'être.
Brian a récemment animé une podcast avec Jason Adrian, coprésident du projet de stockage OCP et responsable du matériel chez Azure, où ils ont discuté de l'avenir des solutions de stockage. Le principal sujet de discussion était le facteur de forme polyvalent E1.S. D'après notre conversation, si vous n'êtes pas enthousiasmé par la promesse de cette technologie, vous devriez probablement l'être.
Qu'est-ce que E1.S ?
Le facteur de forme E1.S (vaguement connu sous le nom de "règle") est sorti il y a quelques années et visait principalement à donner aux hyper scalers une certaine flexibilité en termes de performances et de densité dans un facteur de forme minuscule (légèrement plus grand qu'un lecteur M.2). Maintenant, il cherche à avoir un impact plus large sur les marchés du calcul et du stockage.
Au début, l'E1.L (un facteur de forme "règle" beaucoup plus grand) était utilisé. Bien qu'il ait une capacité de 10 To, il n'a pas bien résisté dans la catégorie des performances. Les disques M.2 étaient exploités pour les charges de travail de performance, mais ils ont également des limites, principalement en ce qui concerne les thermiques et la facilité d'entretien. Les premiers jours des SSD souverains ont également souffert de trop nombreuses tailles physiques.
Alors que E1.L aura une place pour le stockage de capacité, il sera principalement relégué à des déploiements à très grande échelle qui ont besoin de la densité offerte par la longue règle. Pour la plupart des autres, y compris l'entreprise, E1.S sera le bon mélange de capacité et de performance. De manière générale, E1.S est en tête en tant que prochain facteur de forme SSD qui remplacera U.2 dans le centre de données. Il existe d'autres concurrents, mais aucun n'est avancé avec un support aussi répandu que E1.S.
Les différentes tailles de E1.S
En 2019, il existait de nombreuses tailles différentes du facteur de forme E1.S, elles étaient soit trop grandes (créant des problèmes immobiliers pour les serveurs Cloud), soit incapables d'atteindre des performances optimales en raison des exigences massives en matière de dissipateur thermique. Le but du E1.S est qu'il dure plus d'une génération.
Ce qui s'est finalement concrétisé, c'est un plan de nombreux hyperscalers visant à normaliser la règle courte sur une taille de 15 mm (la même hauteur z que U.2), afin que les OEM puissent facilement en profiter et en profiter également. Cette standardisation facilite également la tâche des fournisseurs de SSD. Au lieu de créer et de prendre en charge plusieurs solutions de règles courtes, ils peuvent désormais se verrouiller sur un seul facteur de forme, en dehors de nuages spécifiques qui peuvent commander suffisamment de volume pour justifier des tailles supplémentaires.
Les avantages de taille d'E1.S sont critiques. Actuellement, vous ne pouvez vraiment installer que 10 disques U.2 dans un châssis de serveur 1U, sans passer par les midplanes ou d'autres efforts héroïques. Avec l'E1.S, les concepteurs de serveurs peuvent installer 24 disques montés à l'avant dans un système 1U, qui sont tous remplaçables à chaud avec des ID légers, des fonctionnalités d'entreprise que les OEM et hyperscale veulent. En fin de compte, E1.S permet un serveur 1U beaucoup plus dense qui a un profil de performances incroyable.
Bien que la spécification E1.S propose cinq options de taille différentes, elles utilisent toutes la même longueur de circuit imprimé et le même connecteur. Cela signifie que la compatibilité n'est pas un problème. La seule différence entre les versions est la taille du dissipateur thermique, qui leur permet de produire différents niveaux de performances. Par exemple, pour les organisations qui souhaitent simplement un lecteur de démarrage haute capacité ou un SSD à usage général, l'E1.S propose deux versions sans boîtier qui peuvent être intégrées à la carte mère. Le seul inconvénient est qu'ils ne sont pas facilement enfichables à chaud et ne peuvent pas être utilisés pour des performances élevées à moins que vous ne fixiez un dissipateur thermique.
Un exemple de la conception de 25 mm par rapport au 15 mm E1.S
Les trois autres spécifications (9.5 mm, 15 mm et 25 mm) sont destinées aux cas d'utilisation les plus exigeants et les plus performants. Le 9.5 mm, qui est destiné à un serveur de service frontal ou à un système de stockage, est la solution la plus dense des trois ; bien que les températures commencent à augmenter assez haut une fois à mesure que l'intensité de la charge de travail augmente.
Pour éviter un étranglement potentiel, les variantes de 15 ou 25 mm sont la meilleure solution dans ces cas. Et bien sûr, 15 mm prend les devants du point de vue de la conception, car il s'agit d'un serveur de hauteur z avec lequel les fournisseurs (et les clients) sont à l'aise.
Pourquoi E1.S/L n'a-t-il pas encore été adopté ?
Le facteur de forme E1 n'est pas une nouvelle technologie. Même s'il existe depuis quelques années (Supermicro a sorti quelques systèmes avec prise en charge du facteur de forme), il n'a pas encore été largement adopté. Pourquoi est-ce?
Pour E1.L, cela se résume principalement au besoin. Il n'y a pas beaucoup de gens qui cherchent à acheter une vingtaine de SSD de 16 à 32 To et à les mettre dans un seul système. Bien que cela soit certainement nécessaire dans l'espace hyperscale, la grande majorité des organisations du secteur des entreprises n'ont pas besoin de quelque chose de cette ampleur, il n'est donc pas tout à fait nécessaire de créer une demande. E1.L est une solution centrée sur l'hyperscale. Nous avons constaté un manque d'adoption similaire même avec les SSD U.2, les SKU de 30 To ne se vendaient tout simplement pas dans l'entreprise.
Aujourd'hui, l'espace OEM propose une gamme de tailles de systèmes différentes ; 1U, 2U, 4U, lames, etc. Il faudra donc beaucoup d'incitations pour passer à un tout nouveau facteur de forme. Par exemple, l'incompatibilité des emplacements signifie que les entreprises auront besoin d'adaptateurs pour les déplacer, ce qui n'est pas un moyen efficace d'exécuter un serveur, tant du point de vue des coûts que de la gestion. Par exemple, Dell essayé de faire des SSD 1.8″ une chose, qui n'a jamais décollé. Cependant, à mesure que les organisations Cloud commencent à apporter un plus grand volume de disques au facteur de forme E1.S (qui consisteront en Modèles de 16 To et plus dans un futur proche), les OEM seront probablement plus motivés pour commencer à adopter largement la nouvelle technologie d'entraînement.
Dell, HPE et d'autres commencent à contribuer à cette adoption, qui aide à unifier, plutôt qu'à fragmenter, le marché. Ne soyez pas surpris de voir des configurations système qui ont vraiment du sens pour les entreprises, ce qui pourrait les aider à regarder au-delà de U.2.
Heureusement, le fond de panier orienté vers l'avant est le seul composant principal qui doit être développé, car le backend restera le même, bien qu'un peu plus de puissance puisse être nécessaire. Il existe également une grande opportunité de conception pour les principaux équipementiers qui attendent l'actualisation d'un PCIe Gen5 avant de passer à E1.S. Les futures conceptions de serveur peuvent atténuer le besoin de câblage, les connexions SSD peuvent être directes sur la carte, de sorte que la conception du serveur peut être grandement simplifiée.
Il n'est pas nécessaire d'attendre cependant, des constructeurs de systèmes plus dynamiques comme Viking le font déjà. Dans l'image ci-dessous, vous pouvez voir un rendu de leur serveur NVMe E1.S avec le couvercle fermé. Dans ce cas, les SSD se connectent à un plan de lecteur, qui se présente aux serveurs jumeaux à l'arrière. Cette conception est très élégante, il n'y a pas du tout un seul câble dans le système.
E1.S contre M.2
Il existe trois différences importantes entre les deux facteurs de forme : les capacités de protection thermique, la capacité et la facilité d'utilisation. Alors que M.2 Vous pouvez être utilisé dans des centres de données hyperscale, ce n'est certainement pas le type de configuration le plus efficace. Des adaptateurs, des dissipateurs thermiques et des matériaux d'interface thermique sont tous nécessaires pour maintenir des températures suffisamment basses pour atteindre les performances souhaitées.
Avec les SSD Gen3 M.2, vous avez probablement besoin d'un carte de transporteur pour garder les disques M.2 au frais ; cependant, il est gérable sans eux dans certaines charges de travail. Mais avec Gen4 et l'émergence éventuelle de Gen5, la puissance du disque augmente considérablement (de 8 W jusqu'à 15-20 W), ce qui signifie que vous ne pouvez pas simplement empiler verticalement les disques M.2 les uns à côté des autres. Vous devez absolument attacher un type de dissipateur thermique sur chaque lecteur, ce qui rend l'immobilier du serveur un problème.
E1.S, d'autre part, dispose d'un dissipateur thermique intégré et d'un matériau d'interface thermique, de sorte qu'aucune intervention supplémentaire n'est nécessaire pour maintenir les performances souhaitées. Cela signifie qu'il n'est pas nécessaire de limiter les performances pour maintenir les températures basses, ce qui est extrêmement important car les organisations veulent tirer pleinement parti des performances potentielles. La technologie est désormais disponible pour tirer pleinement parti de Gen4 (processeurs, ports réseau) et le facteur de forme E1.S 15 mm est capable de le gérer.
Il y a aussi une énorme différence dans la gestion du lecteur. Pour remplacer les cartes porteuses de votre serveur (ou un lecteur M.2 intégré sur la carte elle-même), c'est souvent un processus long et ennuyeux. Il n'y a généralement pas de service en ligne, ce qui signifie que les temps d'arrêt ne peuvent pas être évités.
Tout d'abord, vous devez éteindre le système et le retirer complètement du rack de serveurs. Vous devez ensuite retirer la carte par l'arrière, retirer le dissipateur thermique du lecteur M.2, assembler le nouveau SSD (y compris le matériau d'interface thermique et le dissipateur thermique), le remettre dans l'emplacement et allumer le serveur. Vous effectuez essentiellement une installation complète du système pour simplement échanger un seul lecteur M.2. Pour l'espace hyperscale, ils veulent que toute la maintenance soit effectuée efficacement et en ligne. Les entreprises peuvent certainement en profiter également.
Le facteur de forme E1.S simplifie les choses : parce qu'ils sont montés à l'avant du système, c'est aussi simple qu'un simple changement de disque. Vous pouvez même avoir un lecteur de démarrage ou de mise en cache orienté vers l'avant (qui était auparavant caché à l'intérieur du système) pour garder pratiquement tout en bon état de marche.
Du point de vue des coûts, les entreprises peuvent économiser beaucoup de temps et d'argent. Plus votre environnement de serveur est grand, plus vous bénéficierez probablement d'E1.S en raison des améliorations de densité.
L'une des caractéristiques les plus nuancées de l'E1.S est les LED vertes/ambres intégrées au SSD, ce qui manquait à certains autres facteurs de forme. Il comporte également un emplacement de montage pour installer un mécanisme de verrouillage, bien que les loquets eux-mêmes devront être ajoutés par le consommateur. Chose intéressante, Samsung a proposé l'année dernière une option open-source pour un verrou sans outil à OCP Storage.
En fin de compte, E1.S permettra des versions de serveur plus intéressantes. Par exemple, nous avons un système Supermicro dans le laboratoire StorageReview qui se compose de modules demi-lame qui n'hébergent que trois emplacements de disque : un disque de démarrage SATA et deux SSD NVMe. C'est bien pour le type de charges de travail auxquelles il est destiné ; cependant, avec E1.S, le système pourrait facilement intégrer six à huit de ces disques dans cette petite lame de serveur par rapport à la version actuelle à trois disques. Cela a le potentiel de changer radicalement ce que vous pouvez faire du point de vue du stockage.
Alors, est-ce que M.2 est mort ?
L'un des sujets les plus importants qui ont été discutés était de savoir si le connecteur M.2 allait ou non disparaître des nouveaux systèmes. Jason pense que, en ce qui concerne les OEM et les entreprises, ce sera certainement le cas. Et plus tôt que vous ne le pensez, l'adoption à grande échelle n'est peut-être que dans 18 mois.
Au cours de la discussion de Brian et Jason, PCIe Gen5 a été mentionné comme point d'inflexion avec les facteurs de forme E1 et E3 pour les OEM et les centres de données. Il sera également intéressant de voir si cela se produira également sur le marché de l'espace client et des postes de travail / ordinateurs de bureau haut de gamme, bien que ce soit un peu plus compliqué pour ces marchés, il faudra donc probablement un peu plus de temps pour adopter pleinement la nouvelle forme facteur.
Conclusion
Cela fait presque deux ans que l'OCP a ratifié le facteur de forme de 15 mm et il existe déjà 8 fournisseurs différents qui construisent des disques selon cette spécification. Cela signifie que vous verrez davantage de serveurs et de systèmes de stockage haute densité qui établiront de nouvelles normes en matière de densité IOPS en mettant l'accent sur la facilité d'entretien. Plus précisément, Jason dit que la variante 15 mm du facteur de forme E1.S permettra des performances incroyables avec ses capacités de 25 W + lors de l'utilisation des prochains SSD PCIe Gen 5. En termes simples, nous ne sommes qu'à une génération de serveurs de plus de cette nouvelle technologie. Il est maintenant temps de commencer à planifier sérieusement la mise en œuvre d'E1.S dans votre centre de données.
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