All-Flash-Speicher-Arrays erklärt

Datenspeicherung auf Flash-Speicher

Die Flash-basierte Datenspeicherung stellt einen grundlegenden Wandel in der Art und Weise dar, wie Unternehmen kritische Informationen schützen und wiederherstellen. Die Technologie verzichtet auf mechanische Komponenten, wie sie in herkömmlichen Festplattensystemen zu finden sind, und wurde entwickelt, um Leistungssteigerungen zu erzielen, die die Geschäftskontinuität unterstützen.

Backup-Prozesse in Unternehmen stehen aufgrund steigender Datenmengen und immer kürzerer Recovery-Fenster unter zunehmendem Druck. Flash-Speicher helfen bei der Bewältigung dieser Herausforderungen durch eine Architektur, die im Vergleich zu den Millisekunden-Reaktionszeiten von Festplatten eine Latenz im Mikrosekundenbereich bietet.

Der Übergang von herkömmlichen Backup-Speichersystemen zu All-Flash-Lösungen spiegelt umfassendere Veränderungen bei den Anforderungen an die IT-Infrastruktur wider. Unternehmen benötigen heute Backup-Systeme, die eine schnelle Recovery-Fähigkeit bieten und gleichzeitig die Kosten in Hybrid-Cloud-Umgebungen effektiv verwalten.

All-Flash-Speicher-Arrays erklärt

Ein All-Flash-Speicherarray (AFA) besteht vollständig aus Solid-State-Laufwerken (SSDs), die Flash-Speicher zur elektronischen Speicherung von Daten nutzen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Speicher-Arrays, die auf rotierenden Magnetplatten basieren, haben AFAs keine beweglichen Teile; der Datenzugriff erfolgt über elektrische Signale statt über mechanische Lese-/Schreibköpfe, die auf rotierenden Platten nach Informationen suchen.

Die Datenspeicherung in Flash-Speichern stellt eine spezielle Art von nichtflüchtigem Speicher dar, der Informationen auch bei einem Stromausfall beibehält. Diese Technologie nutzt Floating-Gate-Transistoren zur Datenspeicherung und ermöglicht so ein schnelles elektrisches Lesen und Schreiben von Informationen ohne physische Bewegung. Flash-Speicher gibt es in verschiedenen Formaten: von USB-Sticks für Endverbraucher bis hin zu Speicher-Arrays der Enterprise-Klasse, die für geschäftskritische Anwendungen konzipiert sind.

Die Einsatzmuster in Unternehmen variieren je nach Anforderungen an die Arbeitslast und Budgetbeschränkungen. Großunternehmen setzen für geschäftskritische Anwendungen häufig reine All-Flash-Arrays ein, während mittelständische Unternehmen sich möglicherweise für Hybridkonfigurationen entscheiden, die Flash- und Festplattenspeicher kombinieren. Kleine Unternehmen setzen zunehmend auf All-Flash-Lösungen, da die Kosten für Flash-Speicher pro Gigabyte um etwa 20 % pro Jahr sinken, wodurch die Technologie für ein breiteres Anwendungsspektrum zugänglich wird.

Die Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit von All-Flash-Speichern machen sie besonders geeignet für Umgebungen mit anspruchsvollen Workloads. Finanzdienstleister nutzen All-Flash-Speicher für Transaktionsverarbeitungssysteme, bei denen es auf Mikrosekunden ankommt.

Gesundheitsdienstleister nutzen Flash-Speicher für medizinische Bildgebungs- und elektronische Patientenakten-Systeme, die sowohl Leistung als auch Verfügbarkeit erfordern. E-Commerce-Plattformen setzen All-Flash-Lösungen ein, um auch in Spitzenauslastungszeiten ein reaktionsschnelles Kundenerlebnis zu gewährleisten.

Wichtige Begriffe der Speichertechnologie

Diese Tabelle enthält Definitionen wichtiger Begriffe im Zusammenhang mit der Speichertechnologie:

AFA vs. Hybridlösungen

Die Wahl zwischen reinen All-Flash- und Hybrid-Speicherkonfigurationen hängt von den spezifischen Anforderungen der Workloads und von Budgetüberlegungen ab. Dieser Vergleich verdeutlicht die wesentlichen Unterschiede zwischen diesen Ansätzen:

All-Flash-Arrays im Vergleich zu Hybrid-Speicherlösungen

Vorteile von All-Flash bei Backup-Vorgängen

Der Einsatz von All-Flash-Speicher kann die Geschwindigkeit von Backup-Vorgängen grundlegend verändern. Durch den Wegfall mechanischer Suchzeiten lassen sich Backup-Aufträge schneller abschließen, was die Auswirkungen auf Produktionssysteme verringert und häufigere Datensicherungszyklen ermöglicht.

Flash-Speicher trägt durch verbesserte Langlebigkeit und geringeren Wartungsaufwand zur Vereinfachung des IT-Betriebs bei. Da keine mechanischen Komponenten ausfallen können, müssen Speicheradministratoren weniger Zeit für den Austausch von Laufwerken und die Behebung von Leistungsproblemen aufwenden. Die gleichbleibenden Leistungsmerkmale von Flash machen die bei festplattenbasierten Systemen erforderliche komplexe Feinabstimmung überflüssig.

Branchen mit hohen Anforderungen an den Datendurchsatz profitieren am meisten von All-Flash-Backup-Lösungen. Die Finanzdienstleistungs-, Gesundheits- und Technologiebranche setzt All-Flash-Speicher ein, um kritische Anwendungen wie elektronische Patientenakten, Transaktionsverarbeitung und Echtzeit-Analyseplattformen zu unterstützen.

Branchenspezifische Vorteile von All-Flash-Backups

Diese Tabelle gibt einen Überblick über spezifische Anwendungsfälle in verschiedenen Branchen und die damit verbundenen betrieblichen Vorteile:

Skalierbare Architektur (dHCI)

Die disaggregierte hyperkonvergente Infrastruktur (dHCI) trennt Rechen- und Speicherressourcen voneinander und ermöglicht so eine unabhängige Skalierung der einzelnen Komponenten. Diese Architektur eignet sich besonders gut für Backup-Vorgänge, bei denen der Speicherplatzbedarf oft schneller wächst als der Rechenbedarf. Unternehmen können Flash-Speicherknoten hinzufügen, ohne zusätzliche Server anschaffen zu müssen, und so sowohl die Kosten als auch die Auslastung des Rack-Raums optimieren.

Moderne Workloads

All-Flash-Backup-Systeme sind für die vielfältigen Datentypen ausgelegt, die moderne IT-Umgebungen kennzeichnen. Dateifreigaben, Datenbanken, virtuelle Maschinen und containerisierte Anwendungen stellen jeweils eigene Herausforderungen beim Backup dar; Flash-Speicher bietet die für alle Workload-Typen erforderliche konsistente Leistung. Die parallelen Verarbeitungsfähigkeiten von Flash-Arrays ermöglichen gleichzeitige Backup-Ströme ohne Leistungseinbußen und unterstützen so komplexe, mehrschichtige Anwendungsarchitekturen.

All-Flash- und herkömmliche Backup-Lösungen im Vergleich

Die Leistungsunterschiede zwischen All-Flash- und herkömmlichen Backup-Speichersystemen gehen über reine Geschwindigkeitskennzahlen hinaus. Eine Kostenanalyse liefert überraschende Ergebnisse, wenn man die Gesamtbetriebskosten betrachtet.

Die Anschaffungskosten für All-Flash-Systeme liegen zwar über denen von HDD-Alternativen, doch Betriebskosteneinsparungen von bis zu 60 % und TCO-Einsparungen von 40 % über einen Zeitraum von sechs Jahren verschieben die wirtschaftliche Bilanz. Stromverbrauch, Kühlbedarf und Austauschzyklen tragen zu diesen Einsparungen bei: All-Flash-Lösungen benötigen bis zu 80 % weniger Strom und Platz als HDDs.

Skalierbarkeitsaspekte sprechen bei wachsenden Unternehmen für All-Flash-Architekturen. Flash-Systeme bieten die siebenfache Speicherdichte von Festplatten, sodass Rechenzentren mehr Daten auf dem vorhandenen Rack-Platz speichern können. Auch die Integration in Datensicherungs-Workflows unterscheidet sich: Flash-Arrays unterstützen Features zur sofortigen Recovery-Funktion und Speicher-Snapshots, die festplattenbasierte Systeme überfordern würden.

Leistungs- und Kostenvergleich: All-Flash vs. herkömmliche Festplatten

Diese Tabelle bietet einen direkten Vergleich der wichtigsten Kennzahlen zwischen All-Flash- und herkömmlichen HDD-Speichern:

Wichtige Vorteile moderner Flash-Lösungen

Moderne Flash-Speicher bieten spezifische Vorteile, die Backup and Recovery grundlegend verändern. Diese Vorteile gehen direkt auf häufige Herausforderungen beim Datenschutz in Unternehmen ein:

• Beschleunigte Wiederherstellungen: Zugriffszeiten im Subsekundenbereich ermöglichen eine schnelle Wiederherstellung kritischer Systeme. Unternehmen erreichen Wiederherstellungsziele (Recovery Time Objectives, RTOs) im Minuten- statt im Stundenbereich und können so den Geschäftsbetrieb während Vorfällen aufrechterhalten.
• Vereinfachte Verwaltung: Der Verzicht auf mechanische Komponenten reduziert die Komplexität der Hardware. Speicheradministratoren müssen sich um weniger Laufwerkswechsel kümmern und vermeiden die für festplattenbasierte Systeme erforderliche Leistungsoptimierung.
• Konstante Leistung: Flash-Speicher bieten auch bei schwankender Auslastung eine stabile Leistung und vermeiden so den bei Festplatten (HDDs) üblichen Leistungsabfall, der bei zunehmender Auslastung auftritt. Diese Vorhersehbarkeit vereinfacht die Kapazitätsplanung und trägt dazu bei, Service Level Agreements (SLAs) auch während der Backup-Fenster einzuhalten.
• Platz- und Energieeffizienz: Moderne Flash-Laufwerke erreichen eine beispiellose Speicherdichte. Ein 40U-Rack mit SSDs speichert 166,9 PB im Vergleich zu 7,3 PB bei HDDs und verbraucht dabei 80 % weniger Strom pro Terabyte.

Wie Commvault das Flash-Backup verbessert

Commvault trägt dazu bei, die Leistung von All-Flash-Speichern durch fortschrittliche Datensicherungslösungen zu maximieren, die die Vorteile der Flash-Technologie in Bezug auf Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit nutzen. Unsere speicherunabhängige Architektur ermöglicht es Unternehmen, bestehende All-Flash-Investitionen zu optimieren und gleichzeitig Datenmanagementfunktionen hinzuzufügen.

Commvault Flex steht für die Weiterentwicklung der All-Flash-Backup-Infrastruktur und wurde für Unternehmen konzipiert, die Datensätze im Multi-Petabyte-Bereich sowie leistungskritische Workloads verwalten. Diese disaggregierte hyperkonvergente Infrastruktur (dHCI) entkoppelt Rechen- von Speicherressourcen und ermöglicht so eine unabhängige Skalierung, die zur Optimierung von Leistung und Kosteneffizienz beiträgt.

Commvault Flex revolutioniert den Einsatz von All-Flash-Speicher durch:

• Unabhängige Skalierung: Rechenleistung und Speicher lassen sich separat skalieren, wodurch eine Überdimensionierung vermieden wird und gleichzeitig die optimale All-Flash-Leistung erhalten bleibt
• Kapazität im Multi-Petabyte-Bereich: Skalierbar von 1 PB bis zu mehreren PB in Schritten von einem Knoten unter Verwendung von externem All-Flash-Speicher
• Hohe Verfügbarkeit: Ausfallsicherheit durch zwei Knoten mit integrierter Redundanz, speziell für All-Flash-Speicherumgebungen konzipiert
• Leistungsoptimierung: Schutz mit geringer Latenz unter Nutzung der All-Flash-Eigenschaften für geschäftskritische Datenbanken und KI-/ML-Workloads

Commvault Flex bewältigt die Herausforderungen groß angelegter All-Flash-Umgebungen durch intelligente Steuerknoten, die eine optimierte Ressourcennutzung ermöglichen und die Bereitstellung automatisieren. Das einheitliche Dashboard ermöglicht die Überwachung externer All-Flash-Speicher und Rechenknoten, um die Verwaltung zu vereinfachen und gleichzeitig die Leistungsvorteile des All-Flash-Speichers zu erhalten.

Zu den erweiterten Sicherheitsfunktionen gehört eine mehrschichtige Unveränderlichkeit über Software, Betriebssystem und Dateisysteme hinweg, wodurch auf All-Flash-Speichern gespeicherte Daten vor Ransomware geschützt werden. Automatisierte Workflows koordinieren Backup-Vorgänge über All-Flash-Arrays hinweg, wodurch manuelle Eingriffe minimiert und gleichzeitig die Geschwindigkeitsvorteile der Flash-Technologie maximiert werden.

Commvault Flex überzeugt dort, wo All-Flash-Speicher den größten Mehrwert bietet: in Unternehmensrechenzentren, die eine Scale-out-Architektur benötigen, bei KI-/ML-Workloads, die beschleunigte Backups erfordern, und bei leistungssensitiven Anwendungen, die einen konsistenten Schutz bei geringer Latenz verlangen.

Sind Sie bereit, den Nutzen Ihrer Investition in All-Flash-Speicher zu maximieren? Fordern Sie eine Demo an und erfahren Sie, wie Commvault Flex Ihre Datensicherungsstrategie im Unternehmensmaßstab transformieren kann.