Pesquisadores da Carnegie Mellon University divulgaram um estudo focado na confiabilidade em campo dos SSDs, o estudo é intitulado “Um estudo em larga escala de falhas de memória flash no campo”. O estudo foi realizado usando os datacenters do Facebook ao longo de quatro anos e milhões de horas operacionais. O estudo analisa como os erros se manifestam e visa ajudar outras pessoas a desenvolver novas soluções de confiabilidade de flash.
Como temos dito há algum tempo aqui no StorageReview, o flash oferece vários benefícios de desempenho, benefícios de densidade e menor consumo de energia, sendo o custo a maior desvantagem. Embora muitos SSDs afirmem boa longevidade e confiabilidade, não houve nenhum estudo de campo importante até agora.
Embora fornecedores específicos e drives específicos não tenham sido mencionados, o Facebook usa muitos em sua camada de dados quentes, o estudo anotou o tipo de plataforma em que o SSD foi usado (isso foi definido como uma combinação da capacidade do dispositivo usado no sistema , a tecnologia PCIe usada e o número de SSDs no sistema), essas eram plataformas de rótulo AF. As plataformas variavam em capacidade de 720 GB a 3.2 TB, tinham duas gerações de PCIe (versões 1 e 2), algumas empregavam um SSD, outras duas, e o tempo de operação variava de meio ano a mais de dois anos.
Os pesquisadores usaram registros para acompanhar a operação do SSD semelhante aos dados SMART. Os valores brutos foram coletados uma vez por hora, analisados em um formulário que poderia ser curado em uma Tabela Hive e, em seguida, um cluster de máquinas executou uma agregação paralelizada dos dados armazenados no Hive usando trabalhos MapReduce. A partir disso, os pesquisadores puderam monitorar a taxa de erros de bits, a taxa de falha do SSD e a contagem de erros, a correlação entre diferentes SSDs (particularmente em plataformas que tinham mais de um SSD) e o papel de fatores internos e externos.
As conclusões tiradas do estudo incluem:
- Os SSDs passam por vários períodos de falha distintos – detecção precoce, falha precoce, vida útil e desgaste – durante seu ciclo de vida, correspondendo à quantidade de dados gravados nos chips flash.
- O efeito de erros de perturbação de leitura não é uma fonte predominante de erros nos SSDs examinados.
- O layout de dados esparsos no espaço de endereço físico de um SSD (por exemplo, dados alocados de forma não contígua) leva a altas taxas de falha do SSD; o layout de dados denso (por exemplo, dados contíguos) também pode afetar negativamente a confiabilidade sob certas condições, provavelmente devido a padrões de acesso adversários.
- Temperaturas mais altas levam a maiores taxas de falha, mas o fazem de forma mais perceptível para SSDs que não empregam técnicas de limitação.
- A quantidade de dados relatados para serem gravados pelo software do sistema pode superestimar a quantidade de dados realmente gravados nos chips flash, devido ao armazenamento em buffer no nível do sistema e às técnicas de redução de desgaste.
Embora o estudo não afirme que uma unidade ou tipo de unidade é melhor do que outra, ainda é uma visão interessante de como os SSDs funcionam no mundo real sob uso intenso. Este estudo abre as portas para estudos futuros sobre o uso de SSD, bem como para novas tecnologias que podem tornar os SSDs ainda mais confiáveis ou durar muito mais tempo.
Por sua vez, o Facebook continua aprimorando o design de seus servidores para incorporar dados como os obtidos no estudo da Carnegie Mellon. A plataforma Yosemite, anunciada recentemente , é um exemplo oportuno de como o Facebook está utilizando o Flash em formatos não tradicionais, pelo menos para data centers, a fim de obter o melhor desempenho possível, com forte ênfase no custo total de propriedade (TCO).
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