Ayuda para elegir: discos duros y unidades de estado sólido

Los discos duros (HDD) y las unidades de estado sólido (SSD) cuentan con varias características diseñadas para hacer frente a las distintas necesidades de los clientes empresariales. Entre ellas, se incluyen las siguientes:

Unidades de estado sólido:
• Medio de almacenamiento rápido para E/S aleatorias

Unidades SAS a 15 000 y 10 000 rpm
• Rendimiento y disponibilidad para aplicaciones optimizadas para el rendimiento

Unidades SAS nearline y SATA empresariales:
• Gran capacidad y excepcional relación entre coste y almacenamiento para aplicaciones optimizadas para la capacidad

Unidades básicas:
• Unidades menos costosas, utilizadas en aplicaciones donde se necesita un uso reducido y una cantidad total limitado de unidades. Debido a restricciones en el uso, estas unidades se encuentran disponibles en una pequeña cantidad de sistemas y configuraciones.

Unidades de estado sólido de 1,8":
• Permite un tiempo de arranque más rápido y una mayor flexibilidad para la configuración del almacenamiento
• Disponible solo en chasis con cable 4 x 3,5" mediante la sustitución del compartimento para unidades ópticas
Como usuario de sistemas empresariales, lo que más le preocupa es la seguridad de los datos y la fiabilidad del medio que los aloja.

Dell somete las unidades de estado sólido y los discos duros empresariales que ofrece a un riguroso proceso de validación antes incluso de plantearse su incorporación a la línea de sistemas de almacenamiento y servidores. Dell cuenta con exigentes especificaciones de unidad en cuanto a rendimiento, ciclos de servicio, tiempo medio previsto entre fallos (MTBF) y vibración de giro, que son todos aspectos necesarios para los entornos empresariales. Estos tipos de especificaciones rigurosas se deben cumplir antes de que pongamos los discos a disposición de los clientes para que los usen.

Los discos duros para los productos Dell de almacenamiento y servidores empresariales están disponibles en varios tipos, entre los que se incluyen modelos esenciales/de rendimiento optimizado, esenciales para la empresa/de capacidad optimizada y básicos. Las categorías emergentes incluyen unidades diseñadas para los datos que se necesitan con menos frecuencia y los datos almacenados con el objeto de archivarlos. Dell está evaluando estas últimas categorías para incluirlas en los discos duros ofrecidos.

En líneas generales, las unidades esenciales o de rendimiento optimizado (SAS de 10 000 y 15 000) se usan en aplicaciones que requieren el mayor rendimiento y la más alta fiabilidad. Las unidades esenciales para la empresa o de capacidad optimizada (SATA y SAS nearline de 7200) pueden proporcionar una capacidad mucho más alta, pero menos fiabilidad y rendimiento en comparación con las unidades esenciales.

El sector de las unidades esenciales tiende a las unidades de 2,5" o de diseño compacto solamente. Las unidades de 3,5" o de diseño grande han alcanzado su máxima capacidad (600 GB); el sector no las seguirá desarrollando, y su producción se interrumpirá en el futuro próximo. Las unidades esenciales de 2,5" ofrecen ventajas frente a las de 3,5" en la mayoría de los casos. Estas ventajas aumentarán en el futuro conforme se desarrollen las unidades esenciales de 2,5".

Nuestra recomendación para los clientes que estén analizando las configuraciones estándares de los servidores Dell™ es que consideren la posibilidad de incluir discos duros de 2,5" a 10 000/15 000 en lugar de unidades de 3,5" a 15 000.

En el sector de los discos duros se está produciendo una transición fundamental. El tamaño estándar de una unidad básica de datos (un sector en la unidad) está cambiando de 512 a 4000 bytes. Afortunadamente, existen formas de mantener el tamaño del sector de 512 bytes durante bastante tiempo en el futuro. Sin embargo, con el tiempo, todas las unidades tendrán un tamaño estándar de 4000 bytes. A continuación, se incluye información sobre dicho cambio y sobre lo que un usuario debe tener en cuenta:

  • A partir de fines de 2009, con más frecuencia en 2010 y de forma comercial en 2011 para los discos duros basados en clientes, las empresas de discos duros comenzaron a migrar del antiguo tamaño de sector de 512 bytes a un tamaño de sector más eficiente y de mayor tamaño (4096 bytes), normalmente denominados sectores de 4000. Ahora, la IDEMA (en inglés) (Asociación Internacional de Materiales y Equipos de Disco Duro) lo denomina formato avanzado. Los discos duros empresariales también están migrando a este formato, pero la adopción será más lenta. El primer disco duro empresarial de formato avanzado salió al mercado en 2012. En 2013 se vendió un conjunto limitado. A partir del 2014, la distribución ha comenzado a ser más general.
  • Los clientes han utilizado aplicaciones y sistemas operativos/de archivos creados en 512 bytes (512n) durante décadas. La transición al tamaño de sector de 4000 bytes afectará a las pilas de software y generará una validación adicional y posibles cambios estructurales en el software a medida que se realice la transición Las unidades nuevas y de mayor capacidad necesitarán crearse en este formato 4K. Reconociendo que los clientes pueden estar reacios a realizar un cambio como este tan rápidamente, se está creando un modelo de emulación de estas unidades: la unidad se ha diseñado a partir de la tecnología de 4K, pero permite la transferencia y el direccionamiento de 512 bytes en la interfaz. Estas unidades se conocen como 512e.
  • A continuación, se muestra una tabla con la descripción de estos conceptos:
    Tipo de formatoBytes por valor de sectorBytes por valor de sector físico
    512n512512
    512e5124096
    4Kn40964096
  • Dado que la unidad 512e tiene que trabajar más para leer y escribir bloques de 512 bytes en un sector de 4000 bytes, el rendimiento puede verse afectado. Estos problemas se pueden mitigar mediante el almacenamiento interno en búfer y en caché empleado por las unidades. Sin embargo, estas técnicas se pueden ver sobrecargadas por las elevadas tasas de uso. Para evitar este problema, es fundamental que los clientes utilicen sistemas operativos y adiciones de controladores y posiblemente aplicaciones que fuercen el inicio de la escritura/lectura en los límites de direcciones de 4000.

Los discos duros ofrecidos por Dell contienen unidades 512n, unidades 512e y unidades con formato 4Kn. El formato 512n está disponible para los clientes interesados en mantener el mismo tipo de unidad que han utilizado siempre. Las unidades 512e ofrecen un tamaño de sector de 512 bytes para las capacidades que no están disponibles en 512n. Las unidades con formato 4Kn están destinadas a los clientes interesados en la adopción de los últimos discos duros de mayor capacidad y a aquellos que se preparan para la futura orientación del sector de los discos duros.

Recomendaciones de unidades de estado sólido
Dell ofrece diferentes soluciones de unidades de estado sólido (SSD) para satisfacer las diversas necesidades del cliente. Las unidades SSD empresariales presentan características exclusivas para las unidades SSD específicas para consumidores o clientes en cuanto a arquitectura, rendimiento y fiabilidad. Mientras que las unidades SSD específicas para consumidores (como las que se utilizan en los portátiles) se han diseñado teniendo en cuenta las cargas de trabajo de los consumidores, la robustez y la duración de la batería, las unidades SSD de clase empresarial se han diseñado pensando en los requisitos de E/S (entrada/salida) de las aplicaciones empresariales y su principal objetivo es la fiabilidad y el rendimiento de las E/S aleatorias.

Conocer los fundamentos de las unidades SSD de clase empresarial permite a los clientes tomar decisiones fundamentadas al comparar soluciones:
Sobreaprovisionamiento: el talón de Aquiles de las unidades SSD es su rendimiento de escritura. Para reescribir un área de una unidad SSD que ya se haya escrito previamente, hay que borrar los datos y escribirlos de nuevo. Para superar parcialmente las deficiencias en el rendimiento de escritura, las unidades SSD empresariales de Dell incluidas en los productos Dell PowerEdge y Dell Storage emplean una práctica conocida como "sobreaprovisionamiento" de flash. Esta práctica mantiene la capacidad nativa de flash más allá de la capacidad definida por el usuario. El espacio adicional se utiliza como una especie de "bloc de notas" para escribir rápidamente los datos de las aplicaciones en áreas de la memoria flash que ya se hayan borrado. Las unidades SSD llevan a cabo funciones de limpieza de este espacio flash sobreaprovisionado durante periodos que, normalmente, no afectan al rendimiento de las aplicaciones.

Resistencia en número de ciclos de escritura: se trata del número de programa/borrado (ciclos de P/E) que se pueden aplicar a un bloque de memoria flash antes de que los medios de almacenamiento se vuelvan poco fiables. Debido a las diferentes cargas de trabajo del centro de datos y a las distintas necesidades de lectura/escritura, Dell ofrece diferentes unidades SSD empresariales con distintas clasificaciones de resistencia. De este modo, los clientes pueden diseñar la solución ideal para sus necesidades.

A continuación, se describen las distintas categorías (diagrama de calles) de las unidades SSD empresariales que Dell ofrece:
Escritura intensiva (WI): las cargas de trabajo de lectura/escritura de 50/50 con la mayor resistencia. Ejemplos de cargas de trabajo: HPC, registro de bases de datos y almacenamiento en caché.

Uso combinado (MU)
: cargas de trabajo de lectura/escritura de 70/30 con resistencia media. Ejemplos de cargas de trabajo: correo electrónico/mensajería, procesamiento de transacciones en línea, comercio electrónico.

Lectura intensiva (RI)
: cargas de trabajo de lectura/escritura de 90/10 con baja resistencia. Ejemplos de cargas de trabajo: almacenamiento de bases de datos, streaming de contenido multimedia y soluciones VOD.

Optimización de inicio (inicio)
: unidades SSD de menor coste/poca capacidad, diseñadas para utilizarse como dispositivo de inicio en los servidores. Muy baja resistencia.

Interfaz de host:
las unidades SSD empresariales de Dell admiten tres tipos de opciones de interfaz de host:

Unidad SSD SATA: las unidades SSD SATA se basan en la interfaz SATA estándar del sector. Las unidades SSD SATA ofrecen un rendimiento razonable para servidores empresariales.

Unidad SSD SAS:
las unidades SSD SAS se basan la interfaz SAS estándar del sector. Las unidades SSD SAS combinan un nivel superior de fiabilidad, integridad de los datos y recuperación ante fallos en los datos, que las hace ideales para aplicaciones empresariales.

Unidad SSD PCIe:
la unidad SSD PCIe Express Flash Dell PowerEdge es un dispositivo de almacenamiento de estado sólido de alto rendimiento que ofrece un rendimiento de IOPS que multiplica por 500 el rendimiento de los discos duros giratorios convencionales.