Memory Extension Drive: Western Digital macht NVMe-SSD zur RAM-Ergänzung

Michael Günsch 55 Kommentare
Memory Extension Drive: Western Digital macht NVMe-SSD zur RAM-Ergänzung
Bild: Business Wire

Für das sogenannte In-Memory Computing, bei dem zum Beispiel Datenbanken komplett im Arbeitsspeicher des Systems statt auf dem Massenspeicher gesichert werden, hat Western Digital ein neues Produkt vorgestellt. Das Ultrastar DC ME200 Memory Extension Drive soll den RAM durch bis zu 4 TB Flash-Speicher ergänzen.

Das Aufgabengebiet erinnert an Storage-Class Memory (SCM) wie Intels Optane-Lösungen, die künftig auch als DIMM (Optane Persistent Memory) angeboten werden. Das Ultrastar DC ME200 basiert allerdings auf NAND-Flash der potentiell langsamer, aber günstiger als Intels 3D XPoint ist. Beide Speichertypen sind wiederum deutlich langsamer als DRAM, der wiederum hohe Kosten pro Terabyte bedeutet.

Optimierte NVMe-SSD als DRAM-Ergänzung

Western Digital sieht seine Lösung, die eine optimierte Version der PCIe-SSD Ultrastar SN200 darstellen soll, als kostengünstige Alternative zu Intels Optane. Laut The Register hat Eddie Ramirez, Senior Director of Product Marketing, auf Nachfrage erklärt: „Es gibt nicht genug überzeugende Leistungssteigerungen mit Optane, um die Kostenunterschiede zu rechtfertigen.“ Zudem biete man mit der DC ME200 dreimal mehr Speicherplatz als Intel beim Optane Persistent Memory an.

Intel hat bisher maximal 512 GB pro DDR4-Modul in Aussicht gestellt, von denen allerdings mehrere pro Server eingesetzt werden können. Die Ultrastar DC ME200 wird dagegen mit rund 1 TB, 2 TB und 4 TB Speicherplatz in den Formfaktoren 2,5 Zoll (U.2) und als Add-In Card angeboten, von denen ebenfalls mehrere pro Server eingesetzt werden können. Western Digital nennt bis zu 24 TB in 2P-Servern mit einer Höheneinheit (1U) bis hin zu 96 TB in Servern der Größenordnung 8P/4U.

Hohe Leistung durch Machine Learning

In vom Hersteller ausgewählten, aber gängigen Cache- und Datenbankanwendungen verspricht Western Digital gegenüber einem reinem DRAM-System immer noch 74 bis 94 Prozent der Leistung, bei einer Steigerung der Speicherkapazität um das Vier- oder Achtfache. Der Vorteil, weitaus mehr Daten im Arbeitsspeicher unterbringen zu können, überwiege also den Leistungsnachteil.

Anwendung Leistung vs. DRAM (100 %) Kapazität vs. DRAM
Memcached 85 – 91 % 4× – 8×
Redis 86 – 94 %
MySQL 74 – 80 % 4× – 8×
SGEMM 93 %
Quelle: Western Digital (via The Register)

Im Unternehmensblog schreibt Chris Marsh, der für die Öffentlichkeitsarbeit für die Enterprise Storage Solutions von Western Digital zuständig ist, dass für diese Leistung unter anderem Machine Learning mit mehr als 20 Typen von Algorithmen verantwortlich ist. Speicher und Speicherort sollen auf diese Weise vorausgesagt, vorabgerufen (prefetch) und optimiert werden. Techniken wie maschinelles Lernen, Mustererkennung oder Code-Scanning sollen es der Ultrastar DC ME200 ermöglichen, „Adressen massiv vorabzuholen, die die CPU Tausende von Zyklen im Voraus benötigt.“ „Wenn also die CPU diese Adressen benötigt, warten sie bereits im DRAM“, so Marsh.

DRAM + NVMe-SSD als gemeinsamer Arbeitsspeicher

Ganz ohne DRAM geht es aber auch bei dieser Lösung nicht, doch lässt sich augenscheinlich auf eine große Menge des teureren Speichers verzichten, ohne wesentlich an Leistung zu verlieren. Im Datenblatt (PDF) werden verschiedene Konfigurationen in Bezug auf Kosten, Kapazität und Leistung verglichen.

Die NVMe-SSDs werden zum Arbeitsspeicher
Die NVMe-SSDs werden zum Arbeitsspeicher (Bild: Western Digital)

Nur grobe Spezifikationen zum Laufwerk

Die von Western Digital genannten technischen Daten gehen nicht ins Detail, sodass die „Optimierungen“ gegenüber der SN200, die mit 2D-NAND der 15-nm-Generation bestückt ist, zunächst verborgen bleiben. Weder Transferraten, noch IOPS oder Latenzen werden angegeben. Ein wichtiger Punkt ist die Haltbarkeit, denn NAND-Flash erlaubt deutlich weniger Schreibvorgänge als nahezu endlos wiederbeschreibbarer DRAM. Mit 17 Drive Writes Per Day (DWPD) liegt die versprochene Mindesthaltbarkeit auf hohem SSD-Niveau, die aber auch mit über 20 DWPD erhältlich sind. Intel hat die Optane P4800X (Test) mit 30 DWPD spezifiziert, zum Optane Persistent Memory im DIMM-Format liegen noch keine Haltbarkeitsangaben vor.

Auch Samsung und Toshiba bedienen die Nische

Auch Samsung mit der Z-SSD und Toshiba mit dem XL-Flash wollen die Lücke zwischen DRAM und Massenspeicher mit schnellen Lösungen auf Basis von NAND-Flash bedienen.

Bei Western Digital wären SSDs auf Basis des auf hohe Leistung getrimmten XL-Flash für ein solches Anwendungsgebiet zumindest in Zukunft denkbar, ist Toshiba doch der Partner bei Entwicklung und Herstellung von NAND-Flash. Bei der Ankündigung der Ultrastar DC ME200 ist von XL-Flash allerdings noch keine Rede.

Geschäftskunden erhalten Muster

Ausgewählte Geschäftspartner von Western Digital sollen bereits mit Mustern des Memory Extension Drive versorgt werden. Wann die allgemeine Verfügbarkeit zu erwarten ist und wie hoch die Kosten sind, bleibt zur Stunde unbekannt.