Por Peter Velikin, Vice-Presidente de Marketing Online da VeloBit, Inc.
Muitos gerentes de TI têm ouvido falar sobre os benefícios (baixo consumo de energia, alta largura de banda de E/S, baixa latência) de adicionar SSDs ao sistema existente para melhorar a velocidade de E/S e o desempenho do aplicativo. Eles também ouviram falar sobre alguns dos problemas associados à adição de SSDs, como alto custo, desgaste do dispositivo e interrupção da organização de dados. Ainda assim, os SSDs vieram para ficar e a lista de fornecedores e produtos está crescendo a cada dia. A maneira mais fácil de aproveitar os benefícios do SSD é implantar SSDs como cache. No entanto, mesmo fazendo algo que parece tão simples pode desperdiçar esse recurso valioso. Entre no conceito de software de cache SSD. O software de cache SSD é usado para gerenciar perfeitamente o fluxo de dados para o SSD para maximizar o ROI dessa tecnologia cara.
Por que armazenar em cache os dados do aplicativo em primeiro lugar?
Simplificando, os caches são usados para acelerar o acesso aos dados. Um cache é um componente colocado na frente de um dispositivo primário para armazenar dados de forma transparente para que futuras solicitações de dados possam ser atendidas mais rapidamente. À medida que os dados passam por um cache em seu caminho de ou para o dispositivo primário, alguns dos dados são armazenados seletivamente no cache. Quando um aplicativo ou processo acessa posteriormente os dados armazenados no cache (uma ocorrência no cache), essa solicitação pode ser atendida mais rapidamente no cache do que no dispositivo mais lento. Quanto mais solicitações puderem ser atendidas a partir do cache, mais rápido será o desempenho geral do sistema.
Há uma compensação no custo e no desempenho do cache. Caches maiores geram uma taxa de ocorrência de cache mais alta e, portanto, melhor desempenho. Infelizmente, o hardware usado para cache geralmente é mais caro do que o hardware usado para o dispositivo primário. O design do cache é uma compensação entre tamanho e desempenho.
Por que usar SSDs como cache?
Conforme mencionado acima, os SSDs têm vários recursos que os tornam ideais para uso como solução de cache de escolha. Os SSDs têm velocidades de E/S incríveis, que é o principal objetivo do cache de dados em primeiro lugar. O uso de SSDs como dispositivos de armazenamento primário é caro e simplesmente instalá-los em um sistema existente apresenta desafios porque a maioria dos aplicativos não foi criada com o SSD em mente. O software de classificação de dados deveria resolver problemas como esse, mas acabou causando mais dores de cabeça e despesas. Portanto, se você for investir em SSDs, mantenha-o simples e implante SSDs como cache.
O que há de difícil em usar SSDs como cache?
Bem, se você chegou até aqui no artigo, pode lidar com a verdade. SSDs não são perfeitos. Eles têm problemas associados à física da memória flash usada para criá-los. Primeiro, os SSDs têm desempenho assimétrico de leitura/gravação. As operações de leitura são muito mais rápidas do que as operações de gravação. Claro que você tem que escrever neles em algum momento, mas a escrita deve ser cuidadosamente gerenciada. Em segundo lugar, os SSDs se desgastam. Há um número limitado de ciclos de gravação no SSD antes que os chips de memória flash apresentem falhas de célula. Portanto, a gravação no SSD deve ser gerenciada com cuidado. Em terceiro lugar, os SSDs exibem um fenômeno chamado “amplificação de gravação”, que basicamente significa que uma única gravação no SSD pode resultar em muitas reescritas, pois os dados são reorganizados no SSD para dar lugar à nova gravação. Isso diminui o desempenho e reduz a vida útil do SSD. Aqui vamos nós de novo: a gravação no SSD deve ser gerenciada com cuidado.
Como “gerenciar cuidadosamente a gravação” no SSD
A implantação de SSDs como cache é boa. A gravação ilimitada em SSDs é ruim. O que pode ser feito sobre isso? Bem, o Business 101 forneceu a resposta: o desenvolvimento da indústria de software de cache SSD. Pessoas inteligentes viram os prós dos SSDs e descobriram uma maneira de minimizar os contras desenvolvendo software para (você adivinhou) gerenciar cuidadosamente a gravação de dados nos SSDs. O software de cache SSD tem três objetivos principais:
- Gerencie de forma transparente o cache do SSD para que o software do aplicativo não precise ser modificado
- Determine quais dados são bons candidatos para armazenar em SSDs e quais dados devem ser enviados para armazenamento primário
- Minimize a gravação de dados no SSD para reduzir a amplificação da gravação
Tipos comuns de cache SSD
Como o tamanho de um cache SSD normalmente é apenas uma fração do conjunto de dados geral, nem todos os dados do aplicativo caberão no cache. Um cache é mais eficaz se contém dados com maior probabilidade de serem acessados no futuro. O objetivo do projeto do algoritmo de cache é de alguma forma “prever” quais dados serão acessados para que um subconjunto ideal dos dados seja mantido no cache. Quanto melhor for a capacidade de prever o acesso futuro aos dados, maior será a taxa de acertos do cache e melhor será o desempenho do aplicativo.
Três tipos de algoritmos de cache SSD comuns são:
- Cache de localidade temporal que armazena dados com base em quão recentemente eles foram usados
- Cache de localidade espacial que armazena dados com base em seu local de armazenamento físico
- Cache de localidade de conteúdo que armazena blocos de dados usados e referenciados com mais frequência
Alguns algoritmos de cache são genéricos; novos algoritmos de cache, como cache de localidade de conteúdo, são projetados especificamente para SSD. Ao selecionar uma solução de software de cache SSD, você deve investigar se o algoritmo de cache é adequado para o padrão de dados a serem armazenados em cache no SSD (para que você possa obter taxas de acerto de cache mais altas e melhor desempenho) e se o software de cache gerencia cuidadosamente as gravações para SSD (para obter melhor desempenho e confiabilidade do SSD). E, é claro, compare o desempenho de cada solução: você está implantando o SSD para aumentar o desempenho; quanto melhor o preço/desempenho, maior o ROI.
Peter é Vice-Presidente de Marketing Online da VeloBit, Inc. , responsável por todas as atividades de marketing da empresa. Ele possui 12 anos de experiência na criação de novos mercados e na comercialização de produtos em diversos setores de alta tecnologia. Antes de ingressar na VeloBit, foi Vice-Presidente de Marketing da Zmags, uma plataforma de conteúdo digital baseada em SaaS para e-commerce e dispositivos móveis, onde gerenciava todos os aspectos de marketing, gestão de produtos e desenvolvimento de negócios. Anteriormente, Peter foi Diretor de Produto e Estratégia de Mercado na PTC e na EMC Corporation, onde atuou nas áreas de gestão de produtos, desenvolvimento de negócios e gestão de programas de engenharia. Peter possui mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade de Boston e MBA pela Harvard Business School.
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