퓨어스토리지 ® DirectFlash ® 는 Purity 소프트웨어와 DirectFlash 모듈을 포함하는 선구적인 플래시 관리 솔루션으로, 독립적으로 또는 무중단으로 업그레이드할 수 있습니다.
작동 방식, 차이점, 필요한 이유 등을 소개합니다.
1980년 Toshiba가 발명한 플래시 메모리는 플래시 스토리지라고도 하며, 전자적으로 지우고 다시 프로그래밍할 수 있는 비휘발성 메모리의 한 유형입니다(지속적인 전원 공급 장치가 필요하지 않음을 의미함).
플래시 메모리에는 NOR과 NAND의 두 가지 주요 유형이 있으며, 이는 사용하는 로직 게이트의 유형에 따라 회로 레벨에 따라 다릅니다. 현재 NAND 플래시는 플래시 메모리 시장의 95% 이상을 차지하며 거의 모든 비내장 플래시 디바이스에 사용됩니다.
NAND 카테고리에는 메모리 셀당 저장된 비트 수에 따라 분류되는 다양한 유형의 메모리가 있습니다.
DirectFlash 올플래시 어레이가 원시 플래시 스토리지와 직접 통신할 수 있도록 퓨어스토리지가 설계한 플래시 모듈입니다. 올플래시 시스템 구축에 대한 퓨어스토리지의 전체적인 접근 방식은 범용 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 구매하는 대신 “원시” 플래시를 활용하여 DirectFlash 모듈을 구축하는 것입니다. 이를 통해 다른 솔리드 스테이트 어레이 공급업체로부터 공급망의 다른 지점에서 플래시를 확보할 수 있습니다. 그러나 DirectFlash의 장점은 공급망 경제성 그 이상입니다.
상용 기성품 SSD를 사용하는 다른 올플래시 또는 하이브리드 어레이는 동일한 블록의 연속 세트와 마찬가지로 레거시 하드 드라이브와 동일한 방식으로 플래시 드라이브와 통신합니다.
하드 드라이브는 트랙과 섹터를 보유하고 있으며, 이러한 모든 섹터를 엔드-투-엔드 방식으로 배치하는 것은 하나의 긴 블록 목록을 확보한 방식이었습니다. SSD는 플래시 변환 레이어(FTL)라고 하는 복잡한 시스템을 시스템과 플래시 사이에 통합하여 동일한 지오메트리를 복제합니다.
DirectFlash는 플래시 메모리와 직접 통신하는 다른 접근 방식을 사용하여 플래시의 기능을 극대화하고 더 나은 성능, 전력 활용 및 효율성을 제공합니다.
특히, DirectFlash는 다음과 같은 기능을 제공합니다.
DirectFlash 모듈이 효율성을 높이는 방법 알아보기: 효율적인 IT 인프라로 에너지 비용 이상의 절감
SSD는 NAND 플래시 다이라고도 하는 NAND 플래시 칩으로 구성되며, 각 다이는 블록이라고 하는 작은 요소로 나뉩니다.
그러나 플래시 블록은 임의 덮어쓰기를 지원하지 않습니다. 한 페이지에 데이터가 쓰이면, 새로운 데이터를 쓰기 전에 전체 블록을 삭제해야 합니다. 이와 동시에 모든 SSD는 백워드 호환 디스크 섹터 인터페이스를 지원하도록 제작되었습니다.
이러한 모순은 “플래시 변환 레이어” 또는 FTL 로 알려진 펌웨어에 데이터를 논리적 블록에 관계없이 다른 플래시 페이지에 쓸 수 있는 가상 디스크 섹터 인터페이스를 구현하여 해결됩니다. FTL은 자체 메모리 및 메타데이터 스토리지에서 이러한 모든 매핑 메타데이터를 추적합니다.
그러나 이제 새로운 버전의 데이터를 다른 플래시 페이지에 쓰고 있기 때문에, 데이터가 덮어쓰거나 논리적으로 삭제되었기 때문에 “가비지”로 간주될 수 있는 블록에 데이터를 축적하게 됩니다.
이러한 물리적 용량을 복구하기 위해, 드라이브 펌웨어의 “가비지 수집기” 프로세스는 여전히 유효한 데이터를 가져와서 새로운 위치로 이동시켜 “tombstoned” 데이터가 포함된 전체 블록을 지울 수 있도록 합니다. 이 가비지 수집기가 작동하려면 각 드라이브마다 플래시 메모리가 추가로 필요하며, 이를 \"오버프로비저닝된 공간\"이라고 합니다. 모든 가비지 수집 이벤트는 플래시 프로그램/삭제 주기의 한정된 수 중 하나를 사용합니다. 모든 논리적 쓰기가 소비하는 드라이브에 대한 물리적 쓰기의 양을 “쓰기 증폭 ”이라고 합니다.
오버프로비저닝 및 쓰기 증폭은 SSD의 조기 마모와 수명 단축으로 이어집니다. 또한 이러한 플래시 다이 중 하나가 가비지 수집을 할 때마다 읽기 또는 쓰기가 불가능하기 때문에 이러한 설계는 성능에 영향을 미칩니다. 따라서, 가비지 수집기가 점점 더 활성화되거나 덜 활성화됨에 따라 SSD의 성능은 예측할 수 없을 정도로 변동합니다.
이는 SSD가 가비지 수집 활동을 액세스하는 시스템에 전달할 수 없다는 점에서 더욱 어렵습니다. SSD는 하드 드라이브와 같은 착각을 유지해야 합니다. NAND 플래시의 셀당 비트 수가 증가함에 따라, 프로그램/삭제 주기가 점점 더 길어져 데이터 액세스가 더 오래 걸리기 때문에 이러한 성능 불일치는 더욱 악화됩니다.
DirectFlash는 플래시 미디어 관리에 다른 접근 방식을 사용합니다. Purity 운영 체제는 모든 SSD가 자체적인 웨어 레벨링, 가비지 수집 및 오버프로비저닝을 수행하는 대신, 어레이 레벨의 소프트웨어에서 이러한 기능을 수행합니다. 즉, 각 DirectFlash 모듈은 미디어 자체에 대한 액세스를 제공하고 낮은 수준의 데이터 및 신호 작업을 처리해야 하기 때문에 기존의 솔리드 스테이트 디스크보다 간단합니다.
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이러한 장점은 다음과 같습니다.
이는 SSD를 중심으로 설계된 다른 올플래시 또는 하이브리드 시스템보다 더 높은 성능, 더 일관성, 더 높은 안정성 및 수명을 가진 시스템을 의미합니다.
퓨어스토리지는 데이터센터의 미래가 모두 플래시라는 믿음을 바탕으로 설립되었으며, 이러한 비전을 실현하기 위해 DirectFlash 기술을 구축했습니다. 퓨어스토리지는 올플래시 시스템을 구축하는 가장 좋은 방법이 처음부터 올플래시 시스템을 구축하는 것이라고 믿습니다. 이는 레거시 인터페이스와 패러다임을 중심으로 설계된 시스템의 일부를 제거하고 기술이 진정으로 빛나게 한다는 것을 의미합니다.
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