martes jun 10, 2008

El flash más deslumbrante

Existen dos tipos de dispositivos de almacenamiento: los que ya han fallado y los que están a punto de hacerlo. Al menos ésta es la opinión generalizada en los centros de datos, en los que estos dispositivos mecánicos se conocen tradicionalmente con el despectivo nombre de "chatarra giratoria". Todos los discos duros están condenados a fallar, y, cuanto más baratos sean, menos tardan en hacerlo.

En el caso de un usuario normal con un portátil, con una frecuencia media de fallo de una vez cada cinco años, es posible que baste con hacer una copia de seguridad de vez en cuando. Pero cuando hablamos de una empresa media dotada de cientos, miles o incluso cientos de miles de unidades de disco duro individuales, los fallos ocurren todos los días, cuando no a todas horas. Los dispositivos mecánicos fallan.

Y los fallos van asociados a las pérdidas de datos. Utilizar discos duros comerciales para ahorrarle a su empresa 500 000 dólares puede hacerle un flaco favor si resulta penalizada con 50 000 000 por incumplir las normativas de retención de datos. Ya se trate de transacciones bursátiles, imágenes de diagnóstico o largometrajes, lo cierto es que algunos datos tienen que ser perfectos, sin una coma decimal ni un píxel fuera de su sitio.

Por eso, precisamente, es por lo que hace unos años Sun inventó una plataforma de almacenamiento llamada ZFS. ZFS parte de una premisa radical: un sistema fiable está integrado por partes susceptibles de fallar. Mediante el uso de ciclos de procesamiento inactivos, ZFS ejecuta de forma constante comprobaciones de integridad que no dan cuartel a los errores de lectura y escritura de datos. Gracias a ZFS, los usuarios pueden emplear los discos más baratos y los sistemas más sencillos, y garantizar una integridad de datos a toda prueba, a la vez que logran recortar drásticamente los gastos y la complejidad.

Pero hay una nueva carta sobre la mesa, un elemento de uso común en las tarjetas de memoria de teléfonos móviles, reproductores mp3 o cámaras digitales: la memoria Flash. Esta memoria es muy rápida a la hora de leer y escribir datos, tal como la DRAM (los chips de memoria que utilizan los ordenadores personales). Si bien su precio se sitúa aproximadamente entre la memoria DRAM y los discos duros convencionales, la principal ventaja de la memoria Flash es que, a diferencia de las alternativas mencionadas, no necesita electricidad para conservar los datos. Y si tenemos en cuenta el aumento constante del precio de la electricidad en todo el mundo, mantener 10 000 discos girando a miles de revoluciones por minuto, la factura de la luz de su centro de datos puede llegar a costarle tanto como la infraestructura de almacenamiento. La energía ha acabado por convertirse en el factor determinante en la toma de decisiones de la adquisición de hardware a gran escala, y Flash está llamado a causar una revolución en el sector.

Los motivos que han impedido el uso de la memoria Flash en la empresa hasta la fecha han sido dos.

En primer lugar, el precio, ya que el gigabyte de memoria Flash es más caro que el de disco duro. Pero teniendo en cuenta el aumento continuo de la factura de la luz (y la bajada del precio de la memoria Flash), el precio relativo de este tipo de memoria por gigabyte disponible está mejorando rápidamente. Recuerden, los discos duros necesitan suministro eléctrico para estar disponibles. Asimismo, aunque un gigabyte de disco mecánico le cueste menos que uno de memoria Flash, la velocidad de lectura y escritura de esta última es, como mínimo, diez veces superior, por lo que el precio por gigabyte servido es excepcionalmente bajo.

Pero la verdadera revolución no es la mera introducción de Flash como otro nivel de almacenamiento en el centro de datos, o sólo estaríamos añadiendo nuevos gastos y engorros desde el punto de vista administrativo. Para que se tradujese en una verdadera transformación del sector, la incorporación de Flash tendría que resultar totalmente transparente a los usuarios y a los encargados de TI, sin gastos operativos ni de migración adicionales. Y es aquí donde entra en escena ZFS. ZFS incorporará Flash a la jerarquía de almacenamiento de un sistema en ejecución de forma totalmente transparente, utilizando la memoria caché del microprocesador para realizar las tareas más urgentes en términos de rendimiento y, a continuación, en orden de prioridad descendente, la DRAM, la memoria Flash, el disco duro y, por último, la cinta. ZFS permitirá a Flash unirse a las memorias DRAM y los discos comerciales para formar una infraestructura de almacenamiento híbrida empleada de forma automática por ZFS para obtener un precio, un rendimiento y una eficiencia energética sin precedentes. Lisa y llanamente, la velocidad de nuestros sistemas de almacenamiento y servidores aumentará de forma espectacular sin cambiar de CPU. Aumentar la memoria Flash será como añadir módulos de DRAM en tanto que aumentará la capacidad, no las necesidades de administración.

Ese es uno de los motivos por los que estamos entusiasmados con las posibilidades de Flash: el precio por gigabyte disponible que se sirve (el gasto operativo total del almacenamiento) cae en picado al introducir Flash en la ecuación, especialmente en lo referente a aplicaciones de rendimiento intensivo (como MySQL, Postgres, Oracle o SQL Server). Con un diseño de sistemas apropiado, la memoria Flash tiene potencial suficiente para mejorar de forma espectacular los aspectos económicos y de rendimiento, y con la llegada del hipervisor xVM de Sun, podemos trasladar estas ventajas de rendimiento a cualquier sistema operativo anfitrión (la ejecución en xVM significa que los operadores de Windows podrán heredar las ventajas del binomio ZFS-Flash).

El segundo problema es más peliagudo y, a grandes rasgos, radica en que, aunque la memoria Flash puede leerse un número infinito de veces, es posible que empiece a presentar errores tras unos cientos de miles de operaciones de escritura. Y, si bien es poco probable que el común de los mortales realice 500 000 operaciones de escritura en la tarjeta de memoria de su cámara de fotos, sí que podría alcanzarse esta cifra en el ámbito de su empresa. ¿Qué puede hacerse al respecto?

De nuevo, ZFS salva la circunstancia.

ZFS considera la memoria Flash exactamente como cualquier otro sistema de almacenamiento (esto es, como un medio susceptible de fallar, como decíamos anteriormente) y gestiona la integridad de los datos, tanto si el fallo está ocasionado por un defecto en el motor de un disco duro como por desgaste debido a la escritura reiterada o por la broca de un taladro. Los algoritmos de "compensación del desgaste", cada vez más sofisticados, están alargando la vida útil de las memorias Flash, al distribuir equitativamente la actividad de escritura para evitar fallos debidos a la sobreutilización de ciertos sectores. Pero, a grandes rasgos, el planteamiento es el siguiente: al utilizar ZFS, el desgaste no es un problema, ya se trate de discos duros o de memoria Flash. Después de todo, ambos medios tienen limitaciones a este respecto.

Estas son las premisas en las que se basa el enfoque de almacenamiento abierto de Sun. Estamos integrando ZFS, memoria Flash y una serie de innovaciones de hardware/chips para lograr un alto rendimiento, bajo consumo energético, almacenamiento para uso general y aplicaciones de servidor, con el fin de acelerar cualquier software que se ejecute en nuestros sistemas SPARC o x86 (los usuarios de MySQL en particular experimentarán un acelerón impresionante). Y todo eso, a un precio muy inferior al que suelen costar las soluciones de almacenamiento NAS patentadas. Empezaremos a comercializar nuestros primeros sistemas Flash a finales de este año.

Y, por supuesto, podrán adquirir ZFS y todo el software subyacente de forma totalmente gratuita sin asistencia técnica comercial. OpenSolaris, ZFS, MySQL y Postgres ya están disponibles. Pueden hacer clic en la imagen de la izquierda para recibir un LiveCD gratuito o leer la nota de Apple respecto al lanzamiento de ZFS en Mac OSX). Los ingresos derivados del software provendrán de aquellas compañías interesadas en contratar el servicio técnico de Sun para la implantación de infraestructuras esenciales para la empresa. Respecto al hardware, los programas Try and Buy de Sun permiten a cualquier socio o cliente solicitar uno de nuestros sistemas de forma gratuita y probarlo durante 60 días. Si le entusiasma, cómprelo. Si no, nosotros correremos con los gastos de envío de la devolución.

Por si no hubiese quedado suficientemente claro, nuestra opinión es que Flash es una apuesta segura. Si consideramos el aumento imparable del precio de la electricidad y la bajada continua del precio de este tipo de memoria, la combinación de Flash, ZFS y la verdadera innovación en sistemas tendrá una influencia todavía mayor que la virtualización en la economía de los centros de datos.

Tal como les decía, es toda una revolución.


ACTUALIZACIÓN:  Quizás hayan visto ya que hemos añadido otra compañía a la lista de socios OEM que prestan asistencia técnica a Solaris, una lista encabezada por Intel, IBM y Dell y a la que ahora se une, tal como anunciábamos esta mañana, Fujitsu-Siemens. Enhorabuena a todos.

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