En bref: Alors que nous nous préparons à entrer dans l’ère du zettaoctet, des fabricants tels que Western Digital font preuve de créativité avec de nouvelles façons d’améliorer la technologie SSD. Le premier SSD ZNS de la société promet de faire une réelle différence en termes de performances et de coûts pour les hyperscalers qui s’attaquent au cloud, à l’analyse et à l’apprentissage automatique.

Autrefois un luxe coûteux avec des capacités plus petites, les disques SSD sont devenus monnaie courante dans les PC modernes grâce à des prix toujours plus bas par gigaoctet. Leur vitesse a été un argument de vente pour les systèmes haut de gamme, des PC professionnels aux stations de travail et maintenant aux consoles qui exploitent le stockage flash pour permettre aux développeurs de créer des mondes de jeu plus grands et plus complexes.

À l’origine, les premières générations de SSD grand public n’exploitaient pas tout le potentiel de la technologie flash car elles utilisaient des interfaces de disque dur existantes qui étaient relativement limitées en termes de bande passante et utilisaient un protocole de communication différent optimisé pour le stockage magnétique rotatif. Le problème a été en partie résolu avec l’introduction des disques SSD PCIe en 2007 et du protocole NVMe en 2011, et nous disposons aujourd’hui de disques grand public capables de vitesses incroyables dépassant 7 000 mégaoctets par seconde.

Cependant, ces deux technologies ne suffisent pas à exploiter l’architecture d’E / S parallélisées du stockage flash pour une latence la plus faible possible et à assurer une endurance accrue dans les cellules multi-niveaux utilisées pour fabriquer des SSD haute capacité. Et ces limitations sont particulièrement importantes dans les centres de données, où la latence et le coût total de possession sont des préoccupations majeures.

C’est là que le Stockage d’espaces de noms zonés (ZNS) initiative Un SSD ZNS emprunte la pile logicielle des disques durs SMR et place les données de manière séquentielle dans des zones, ce qui réduit l’amplification d’écriture ainsi que le pourcentage de la capacité brute qui doit être réservée à des fins de surapprovisionnement. De cette façon, vous pouvez utiliser davantage la capacité brute du disque, ce qui entraîne des économies qui s’additionnent rapidement lorsque vous devez acheter un grand nombre de disques.

Un autre avantage de cette approche est que, puisque ZNS fonctionne avec de grandes zones au lieu de blocs 4K, il n’a pas besoin d’effectuer beaucoup de ramasse-miettes en arrière-plan par rapport au stockage SSD traditionnel. Cela signifie que les vitesses de lecture et d’écriture dans le monde réel sont plus cohérentes, et comme la gestion et la gestion des données sont effectuées par l’hôte, il y a moins besoin d’un grand cache DRAM sur le périphérique.

Cette semaine, Western Digital – l’un des grands partisans de ZNS – révélé l’Ultrastar DC ZN540, qui est le premier lecteur qui intègre ces principes dans un produit réel. La société affirme qu’un seul lecteur Ultrastar DC ZN540 peut remplacer jusqu’à quatre disques SSD conventionnels tout en offrant des latences plus faibles, un débit plus élevé et une meilleure endurance.

Le nouveau SSD utilise une mémoire NAND 3D QLC 96 couches et un contrôleur personnalisé à double port compatible NVMe 1.3c qui prend entièrement en charge la spécification ZNS Command Set 1.0. Il s’agit d’un SSD d’entreprise au format U.2 en remplacement des lecteurs des serveurs existants. Il utilise la même pile logicielle que les disques durs d’enregistrement magnétique en bardeaux (SMR), mais la clé ici est que Western Digital veut prouver que QLC NAND peut être utilisé de manière fiable dans le centre de données tout en réduisant le coût total de possession par rapport aux solutions existantes.

La société affirme que l’Ultrastar DC ZN540 est capable de multiplier par 4 le débit des SSD conventionnels, avec une amélioration de 57% de la latence lors de la gestion des charges de travail lourdes en écriture. Lors des tests sur un environnement d’application réel tel que RocksDB, le nouveau disque a fourni des latences 2,5 fois plus faibles tout en exécutant 32 threads de lecture aléatoire de paires clé-valeur. Et ces améliorations sont également apportées à d’autres bases de données comme MySQL.

Pour l’instant, ZNS est limité aux SSD d’entreprise comme l’Ultrastar DC ZN540, qui n’est disponible que pour quelques clients sélectionnés de Western Digital. Cependant, les améliorations apportées par la nouvelle approche n’obligent pas les fabricants à apporter des modifications aux contrôleurs SSD actuels, ce qui signifie qu’ils pourraient également être mis en œuvre avec des modifications de micrologiciel sur les disques existants.