Texten nedan är skriven av Datormagazin på uppdrag av Kingston. Samtliga mätvärden är uppmätta i Datormagazins testlabb utan inblandning av tillverkaren.

Vilka SSD:er och minnen är det rätta valet för servrar och datacenter? Kingstons svar är produkter med en mycket hög konstruktionskvalitet, de bästa tänkbara komponenterna och en världsledande support till en låg kostnad.

Datacentrets roll har förändrats – kraven på dem också. Förutom att de fortfarande är en plats där enorma mängder data lagras och hanteras har faktorer som i det närmaste 100-procentig driftsäkerhet, skalbarhet, förutsägbar tillgänglighet och prestanda med lägsta tänkbara latens fått en ökad betydelse. Till detta behöver dagens och morgondagens datacenter erbjuda en allt större flexibilitet för att möta olika typer av belastningar. Det omfattar bland annat AI, maskininlärning, alla former av dataanalys, ökad molnintegration, virtualisering, operativa databaser, databasapplikationer och datalagringshantering.

För att kunna tillgodose dessa krav och samtidigt ligga i fronten gällande framtida behov krävs lång erfarenhet. Kingston har i över 30 år tagit fram och levererat lösningar till företag i alla storlekar, allt från innovativa ”startups” till stora Fortune 500-bolag.

Enterpriseoptimerade SSD:er

Till skillnad från exempelvis Dell och HPE bygger inte Kingston hela serverlösningar utan fokuserar på stommen i datacentret eller servern som ska användas i form av lagring och DRAM. Gällande DRAM erbjuder tillverkaren 100 procents testning mot valda servers och en livstids garanti, medan vi för lagring hittar enheter optimerade för läs-, skriv- eller mixad prestanda. Alla med specialutvecklade kontrollers, en firmware optimerad för datacenter/enterprisebaserad belastning och en topprankad uthållighet.

För många kan det vara svårt att förstå skillnaden och motivera den ökade investeringskostnad som en enterprise-SSD medför

Men vad skiljer då en vanlig SSD mot en enterpriseorienterad? För många kan det vara svårt att förstå skillnaden och motivera den ökade investeringskostnad som en enterprise-SSD medför. Givetvis är det flera faktorer som spelar in, nedan lyfter vi fram några av de viktigaste:

Uthållighet: När klientbaserade SSD-modeller fokuserar på en balans mellan livslängd och prisnivå och en mer moderat, oftast tidsbaserad belastning, ska en enterprise-SSD kunna hantera tunga arbetsbelastningar med konstant omskrivning dygnet runt. En SSD, oavsett modell, har ett begränsat antal skriv-/radera-cykler innan dess flashkretsar slits ut. Antalet cykler som en SSD kan hantera styrs bland annat av en kombination av kvaliteten på vald NAND-flash och en enhetens kontroller. För att kunna jämföra en enhets uthållighet används en kombination av två parametrar:
- Terabytes Written, TBW. Detta är den totala mängden data som kan skrivas till en SSD innan den sannolikt kommer att misslyckas.
- Drive Writes Per Day, DWPD. Detta är ett värde på hur många gånger vi kan skriva över hela diskens kapacitet varje dag under hela diskens garantitid.
  Som exempel på detta har Kingstons konsument-/klientorienterade A400-disk en kapacitet på 960 gigabyte med en TBW på 300 Terabyte och en DWPD på 0,29 över en garanti på tre år. Motsvarande värden för tillverkarens enterprisedisk DC500M – även den med en kapacitet på 960 gigabyte – har en TBW på 2278 Terabyte och en DWPD på 1,3 över fem år.

När du jämför olika diskars uthållighet gäller det att vara observant på ett par faktorer. Det första värdet, TBW, är direkt kopplat mot diskens totala lagringskapacitet så för att jämföra detta behöver vi alltid dela TBW-värdet med kapaciteten. Samma sak gäller DWPD, men här är värdet direkt kopplat mot garantitiden.

– Det gör att en enhet som har en DWPD på 1,6 och tre års garanti kommer att ha en lägre hållbarhet jämfört med en enhet som har en DWPD på 1,3 med fem års garanti, säger Mehmet Esenbay, Business Development Manager på Kingston Sverige.

Prestanda: Klientbaserade SSD-enheter är konfigurerade och optimerade för singelanvändare där aktivt program ska prioriteras. En enterprisebaserad SSD är i stället konfigurerad och optimerad för en tyngre och mer konstant arbetsbelastning med flera användare och applikationer som körs simultant med likvärdig prioritet. Det innebär att en enterprise-disk behöver ha en så jämn skriv- och läsprestanda som möjligt. (Se bilder nedan)

– När vi pratat om skillnader mellan klient- och enterprise-SSD är en av de stora faktorerna relaterat till försämrad IOPS för klientbaserade lösningar. Detta beror inte på att dessa diskar är sämre i sig utan att de har ett annat ändamål där den maximala belastningen är mer tidsbegränsad. Så även om en klientdisk, under kortare sessioner, kan prestera en förhållandevis jämn och hög prestanda kommer de inom en ganska snar tidsrymd att dramatiskt tappa i prestanda, säger Mehmet Esenbay. (se bild)

En annan faktor som spelar stor roll när det gäller prestandan är enhetens latens. Detta är enkelt utryckt tiden det tar för varje IO-begäran att fullföljas och gäller såväl responstid som väntetid och eventuella fördröjningar. Även här erbjuder enterpriseklassade SSD:er en jämnare nivå.

Skydd: Dataskydd består av två grundpelare: kryptering och skydd vid strömförlust. I klientbaserade SSD:er används kryptering primärt för mobila enheter, skydd mot strömförlust är inte av en lika kritisk art baserat på enhetens användningsområde. För en enterprise-SSD är kryptering mer eller mindre alltid ett måste då data som hanteras oftast är av känslig natur. Dessutom måste diskarna kunna hantera en hårdvarubaserad kryptering utan märkbar negativ inverkan på prestandan, även när enorma mängder data hanteras i realtid.Att kunna garantera att data är intakt vid strömförlust är många gånger avgörande för en enterprise-SSD. Tekniken kallas PLP, Power Loss Protection, och är enkelt uttryckt ett system av kondensatorer som tillsammans med enhetens firmware och kontrollerfunktion träder in och skyddar data vid ett oplanerat strömavbrott. Detta görs genom att kondensatorerna lagrar tillräckligt med kraft för att hinna flytta data från enhetens flyktiga DRAM-cache till diskens NAND för permanent lagring. Detta innebär i sin tur att systemet, så fort det återigen har ström och startar upp, kan fortsätta jobba exakt där det slutade utan att data förlorats eller behöver återbyggas.

Kingston PLP-skydd — PLP, Power Loss Protection, är enkelt uttryckt ett system av kondensatorer som tillsammans med enhetens firmware och kontrollerfunktion träder in och skyddar data vid ett oplanerat strömavbrott.

Undantaget som bekräftar regeln: Vi avrundar denna del med att lyfta fram vad som delvis kan ses som en motstridighet mot ovan. Det finns nämligen datacenteroptimerade SSD-enheter där vare sig DWPD-värdet eller diskens skrivhastighet behöver vara speciellt högt. Vi syftar här på SSD:er som är optimerade bootdiskar, enheter där vi enbart behöver skriva ett fåtal gånger till disken och där högsta läsprestanda prioriteras för att systemet snabbt ska starta. Samma tankar kan gälla vissa former av AI-baserad data där systemets data i sig sällan byts ut och enheten primärt används för att extrahera information från befintliga data. Ett exempel på denna typ av lösning är Kingston DC1000B.

Kingston DC1000B är en SSD optimerad för att användas som bootdisk.

PCIe jämfört med SATA

Som de flesta känner till kan flashbaserad lagring antingen använda en SATA- eller PCIe-baserad databuss för sin kommunikation. Trots att den flashbaserade lagringen nästan alltid har en fördel över mekaniskt baserad diskar finns det även tydliga skillnader mellan typen av databuss som används. När vi pratar om databussar kommer vi även osökt in på vad vi kallar banor eller kanaler, vilket kan sägas vara antalet vägar som enheten kan använda för att prata med systemet i övrigt.

I normala fall använder SATA-bussen en (1) bana/kanal per enhet vilken med dagens SATA 3-standard innebär en teoretisk maximal prestanda på 600 megabyte per sekund.

PCIe-diskar nyttjar i normala fall fyra banor vilket innebär en maximal teoretisk prestanda på 4000 megabyte per sekund för så kallade Gen 3-diskar (3:e generationens PCIe-standard) och hela 8000 megabyte per sekund för nya Gen 4-diskar.

När en disk ska kommunicera med operativsystemet via sin buss kan detta göras på två olika sätt eller via två olika typer av protokoll/drivrutiner: AHCI respektive NVMe. Här ska vi titta närmare på några av skillnaderna.

U.2 löser hotswapping

En av fördelarna med AHCI kopplat mot SATA-gränssnittet är att hårddiskar kan bytas under drift utan att systemet i övrigt behöver stängas ner, så kallad hotswapping. Diskarna behöver dock ha inbyggt stöd för funktionen.

PCIe-baserade diskar som använder NVMe har många gånger anslutits via en PCIe-baserad expansionsplats eller via de mer vanliga M.2-anslutningarna.

Tidigare har dessa SSD:er endast kunnat bytas i ett avstängt system, vilket delvis begränsat eller försenat implementationen av standarden. Lösningen på problem är den alternativa formfaktorn kallad U.2. Med den får vi samma PCIe-baserade kommunikation via NVMe, men i stället för att använda en SSD som placeras i en M.2-plats används en enhet på 2,5 tum som ansluter via det mer fyrkantiga U.2-gränssnittet ungefär på samma sätt som de klassiska SATA-diskarna.

U.2-gränssnittet lanserades redan 2015. Då kunde vi hitta det i vissa arbetsstationer och konsumentorienterad high end-moderkort, men av olika anledningar slog standarden aldrig riktigt igenom. Men i takt med att diskar som Kingstons datacenterorienterade DC1000M började dyka upp kan vi se att allt fler lösningar i moderna datacenter har stöd för standarden. I år har Kingston för övrigt lanserat en uppdaterad version kallad DC1500M.

Kingston DC1000M är en U.2-SSD med hotswap-stöd.

Server och DC DRAM

Lika viktigt som diskarnas dataintegritet och driftstabilitet i servrar och datacenter, är valet av DRAM. DRAM måste vara effektiva med låg strömförbrukning, erbjuda 100 procent stabilitet och hög kapacitet. För att förtydliga den senare delen behöver vi titta närmare på förhållandet mellan densitet och kapacitet.

När vi pratat om densitet syftar vi till individuella chip på en minnesmodul och hur tätt data lagras. Detta mäter vi Gigabit (Gbit).

Kapacitet å andra sidan syftar till den totala volymen av data som är tillgänglig att använda för minnesmodulen. Detta mäts i Gigabyte (GB). För att enkelt se skillnaden mellan dessa går det åtta bits på en byte, åtta gigabit på en gigabyte och således sexton gigabit på två gigabyte.

Varför tar vi upp detta exempel? Jo, för i slutet av 2019 introducerades en ny generation av högdensitets DRAM för DDR 4. Denna baseras på en ny så kallad waferlitografi som understiger 20 nanometer och tack vare detta kan RAM-densiteten dubbleras från åtta gigabit till sexton gigabit, vilket i sin tur gör det möjligt att tillverka minnesmoduler med högre kapacitet.

Förutom en högre kapacitet på RAM-modulerna innebar detta även en ökad effektivitet med lägre ”strömkostnad” för datacenter.

Med en dubblering av densiteten kan tillverkare dubblera kapaciteten och även öka antalet chip för än högre kapacitet. Detta gör att vi går från en maxkapacitet per modul för RDIMM från 32 gigabyte till 64 gigabyte och för LRDIMM från 64 gigabyte till 256 gigabyte.

För att veta vilken minnesmodul som bör användas i ett specifikt system erbjuder Kingston en mycket smidig tjänst, Ask an Expert, där vi får hjälp av tillverkarens konfigurationsexperter.

– En av våra stora styrkor är att vi har egna labb där vi testar och certifierar bland annat minnesmoduler för i princip alla system. Detta gör att vi snabbt kan ge korrekta svar på vilka enheter som ska användas för varje scenario och system för att kunna garantera 100 procent kompatibilitet och stabilitet, säger Mehmet Esenbay, Business Development Manager på Kingston Sverige.

Tack vare den fortlöpande testningen och det nära samarbetet med andra aktörer på flashmarknaden kan den bästa kombinationen av DRAM och register alltid användas. Vi ser lösningar baserade på såväl Hynix och Micron som Rambus och IDT och hittar storlekar från VLP (lågprofilsminnen) till normalstora och SO-DIMM både med och utan ECC, registrerade och oregistrerade och så klart LR-moduler.

En affärsfilosofi i tiden

Den gemensamma nämnaren för Kingstons datacenteroptimerade SSD-enheter och DRAM-moduler är hög prestanda, maximal stabilitet och en tilltalande prisnivå. Men det finns ytterligare en dimension när det gäller företaget – den är lätt att missa men minst lika viktig. Det handlar om Kingstons affärsfilosofi vilken i all sin enkelhet lyder ”Kingston Is With You”, vilket tydligt symboliserar företagets syn på hur de arbetar.

– Kingston har alltid haft en filosofi att jobba nära kunden, oavsett om detta är en slutkund eller partner på vägen. Fördelen med detta är att vi alltid har nära till beslut och nära till hjälp och vi jobbar alla som ett stort gemensamt team, säger Mehmet Esenbay.

Även här har vi en fördel av vårt nära samarbete med partners och att vi är en slimmad organisation

– Vi för gärna en dialog med kunden inför inköp där vi kan hjälpa dem, antingen direkt eller via återförsäljare eller distributörer, med att göra en analys baserat på vad diskarna ska användas till och här komma med klara rekommendationer redan innan ett inköp. Till detta kan vi oftast låna ut diskar för testning med mycket kort varsel, så att kunden själv kan se hur väl en modell fungerar i deras miljö. Även här har vi en fördel av vårt nära samarbete med partners och att vi är en slimmad organisation, för många gånga gånger kan vi ta ett direkt beslut och till och med skicka en disk samma dag, säger Mehmet Esenbay.

Kingston – Diskar optimerade för enterpriseklassade servrar och datacenter