Storage su disco

Storage su disco

Come cambiano le prestazioni del computer in funzione della tecnologia del disco? Le unità allo stato solido sono più veloci di quelle magnetiche, ma esistono grandi differenze anche all’interno delle soluzioni Ssd.

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La scelta oculata dell’hardware permette di sfruttare al meglio le potenzialità di ogni componente che concorre alla configurazione di un computer e di ottenere un sistema bilanciato in grado di esprimersi al meglio anche sul fronte delle prestazioni. Processori e acceleratori grafici sempre più potenti e voraci di dati da elaborare richiedono un’infrastruttura e sottosistemi di supporto capaci di rispondere in modo rapido alle richieste, di sostenere flussi costanti di informazione e di trasferire grandi quantità di dati in tempi molto ristretti. Se uno dei componenti è sottodimensionato rispetto agli altri si può generare un collo di bottiglia capace di vanificare le eccezionali potenzialità degli altri.

In questo articolo ci concentriamo sulle soluzioni di archiviazione disponibili in commercio per il settore consumer e prosumer. La scelta di concentrarci sul sottosistema di storage non è casuale. Insieme all’acceleratore grafico, infatti, la scelta del disco è – salvo alcune eccezioni – completamente indipendente dal resto del sistema, in quanto le schede madri di ultima generazione offrono supporto sia alla più classica interfaccia Sata sia alla più moderna interfaccia NVMe su Pci Express. La possibilità di utilizzare diverse soluzioni di archiviazione offre agli integratori, così come all’utente finale, la possibilità di scegliere la soluzione più veloce, più capiente, più economica oppure una soluzione di compromesso in grado di offrire buone prestazioni a buon mercato.

Proprio questa ampia possibilità di scelta rende il sottosistema di archiviazione il potenziale anello debole dell’intera catena che determina le prestazioni complessive di un computer. Ciò non significa che il disco sia sempre il principale collo di bottiglia di un computer, ma spesso si rischia di focalizzare l’attenzione e destinare gran parte del budget di spesa su altri componenti ignorando l’importanza che riveste il sistema di archiviazione. L’esplosione di contenuti digitali e la crescita delle loro dimensioni hanno modificato le esigenze in termini di spazio e prestazioni delle unità di archiviazione che devono gestire e movimentare grandi quantità di informazioni in modo rapido da e verso le unità deputate alla loro elaborazione e fruizione.
Come in tutti gli altri settori, l’evoluzione tecnologica ha portato sul mercato soluzioni diversificate in grado di soddisfare le esigenze di capacità e di prestazioni. Oggi è possibile scegliere tra due tipi di interfacce: alla più classica interfaccia Serial Ata di terza generazione si è affiancata da diverso tempo quella NVMe (NVM Express) che offre una maggiore capacità di trasferimento dati. Sul fronte delle tecnologie di archiviazione la scelta è tra due grandi famiglie: la prima è quella dei prodotti basati sulla tecnologia magnetica, mentre la seconda è quella che sfrutta le memorie allo stato solido.

La tecnologia magnetica domina ancora nei campi in cui i parametri di scelta sono la capacità di archiviazione e i costi per unità di spazio; la tecnologia delle memorie flash non ha rivali sul fronte delle prestazioni, ma comporta un costo per unità di spazio che può superare anche di un fattore dieci quella tipica dei dischi magnetici. Come vedremo esistono tecnologie ibride di nuova generazione nate con l’obiettivo di prendere il meglio dei due mondi per offrire una soluzione intermedia.
Prima di addentrarci nel vivo di questo articolo preferiamo fugare ogni dubbio – soprattutto per i meno esperti – e passare in rassegna le diverse categorie che nascono dall’utilizzo di differenti tecnologie per l’archiviazione delle informazioni. In questo modo sarà più semplice comprendere quali sono i punti di forza e i punti deboli delle linee di prodotto che intendiamo mettere a confronto. Non si tratta di paragonare soluzioni di fascia economica con prodotti top di gamma, così come non vogliamo mettere a confronto un disco magnetico di qualche anno fa con una moderna unità allo stato solido. I produttori hanno sviluppato soluzioni di alto livello grazie alla continua evoluzione di entrambe le tecnologie che però vantano punti di forza diversi tra loro.

Scegliere bene significa individuare quale tipo di tecnologia o combinazione di esse è in grado di rispondere meglio alle caratteristiche della configurazione hardware e alle proprie esigenze. Come vedremo nel corso di questo articolo la soluzione ideale non è unica, ma possiamo dire che spesso in campo consumer si traduce nell’utilizzo combinato di più tecnologie, combinando quella allo stato solido con quella magnetica per sfruttarne le caratteristiche migliori in ciascun frangente.
Utilizzando un Ssd veloce e un Hdd molto capiente si può ottenere un sistema estremamente reattivo nel caricamento delle applicazioni o nell’elaborazione delle informazioni, e altrettanto conveniente sul fronte dell’archiviazione per grandi quantità di informazioni alle quali non abbiamo bisogno di accedere in modo frequente.

Detto ciò i dati relativi al mercato globale mostrano un andamento consolidato negli ultimi anni, con le unità magnetiche che sviluppano ancora oggi un volume di vendite più che doppio rispetto a quello delle soluzioni flash che però fanno registrare una crescita costante e molto probabilmente irreversibile. La tenuta nelle vendite delle unità magnetiche è da ricercare principalmente nel loro utilizzo all’interno dei datacenter e nelle strutture cloud dove lo spazio complessivo e il costo al Gbyte sono i principali vincoli di scelta. Nelle strutture complesse si utilizzano unità molto veloci come parcheggio momentaneo per i dati in elaborazione, mentre la maggior parte delle informazioni e lo storico è mantenuto su batterie di unità con dischi magnetici.

Come abbiamo già accennato, anche se i prezzi delle unità flash sono in continua diminuzione, il costo al Gbyte per le unità Ssd è ancora molto superiore a quello tipico dei dischi magnetici. Per dare una dimensione del fenomeno e delle dinamiche che guidano lo sviluppo delle tecnologie di storage prendiamo a titolo l’onnipresente e conosciutissimo Facebook. Gli ultimi dati relativi al terzo trimestre del 2017 individuano circa 2 miliardi di utenti attivi al mese – più di 1 miliardo sono utenti che accedono esclusivamente da dispositivi mobili – e circa 1,37 miliardi di utenti attivi al giorno. La quantità di dati memorizzate nei datacenter di Facebook supera i 300 Pbyte tra foto e video e l’azienda stanzia costantemente nuovi fondi per aggiornare le proprie infrastrutture di rete e di archiviazione visto che la piattaforma genera circa 4 Pbyte di nuovi dati ogni giorno. Ogni giorno gli utenti di Facebook guardano l’equivalente di circa 100 milioni di ore di video e caricano circa 95 milioni di foto e video.

Per far fronte a tutto ciò l’infrastruttura di Facebook ha visto l’introduzione dei server Bryce Canyon, ciascuno dei quali all’interno di uno spazio rack 4U contiene 72 dischi fissi magnetici da 3,5 pollici con interfaccia Sas.
Ciò però non significa che nel settore dei servizi Internet e cloud i dischi magnetici continueranno a dominare anche nei prossimi anni. In prospettiva assisteremo a una biforcazione con la tecnologia flash impiegata in modo dominante nei settori dove la velocità delle transazioni è un elemento essenziale e con quella magnetica impiegata nei settori dove lo spazio di archiviazione è un pilastro del servizio offerto.

Lasciamo da parte gli scenari delle installazioni enterprise e cloud e torniamo al mondo consumer e prosumer per vedere come cambia l’esperienza di utilizzo del singolo utente, perché come vedremo l’impatto sulle prestazioni, sulla capacità e sui costi di acquisto cambia in modo sensibile in funzione della tecnologia di archiviazione che si sceglie.

Chi non ha mai provato un Ssd potrebbe non essere in grado di immaginare la differenza di prestazioni che si sperimenta rispetto a un Hdd classico, soprattutto in termini di reattività del sistema durante le più banali operazioni: sfogliare cartelle e documenti, avvio di applicazioni e giochi. Questo aspetto diventa tanto più evidente quanto maggiore è la potenza delle unità di calcolo (Cpu e Gpu) e quanta più memoria è presente nel sistema. (… continuate a leggere sul numero 323 di PC Professionale)

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