All-Flash-Arrays im Überblick

Einst nur als Alternative bei hohen Performance-Anforderungen gesehen, haben sich All-Flash-Arrays inzwischen in vielen Bereichen fest etabliert. Dabei geht es längst nicht mehr nur um den Anschaffungspreis, immer öfter wiegen die Vorteile mehr als die Kosten. Gleichzeitig entwickelt sich NVMe zum Standard.

NVMe-Technologie wird bei Flash-Storage in Unternehmen zum Standard. Diese Aussage ist mittlerweile eine mehrheitsfähige Meinung im Markt. Daher bauen auch die traditionellen, großen Storage-Anbieter wie HPE, Dell, Fujitsu, Lenovo und NetApp ihr Flash-Portfolio zügig um NVMe-Unterstützung aus. Daneben hat sich der ehemalige Herausforderer Pure Storage im Markt für All-Flash-Arrays als feste Größe etabliert und rücken neue, spezialisierte Anbieter wie Scality und VAST Data nach. Sie machen durch ihre Konzentration auf All-Flash-Produkte den etablierten Anbietern das Leben in diesem Umfeld zunehmend schwer.

Grundsätzlich ist eine ausgesprochen positive Entwicklung des Marktsegments All-Flash-Storage zu beobachten. Daran ändert auch nichts, dass der Umsatz aller Anbieter von All-Flash-Arrays im ersten Quartal 2022 den Zahlen von Gartner zufolge rückläufig war. Einzige Ausnahme: Netapp, das mit seiner positive Entwicklung sogar den Gesamtmarkt ins Plus retten konnte. Nach einem Zuwachs von 14 Prozent im Vergleich zum Vorjahresquartal im vierten Quartal 2021 kletterte der Umsatz in dem Marktsegment im ersten Quartal 2022 erneut um 13 Prozent. Der Umsatz mit günstigeren HDD-Arrays und hybriden Storage-Arrays ging im Jahresvergleich übrigens um sechs Prozent zurück.

Zum Einsatz kommen die All-Flash-Produkte laut Gartner zu 62 Prozent im Bereich Primärspeicher, 21 Prozent sind reine Sekundärspeicher. Das wäre bei All-Flash-Arrays noch vor zwei oder drei Jahren undenkbar gewesen. Da kamen die hauptsächlich für anspruchsvolle Umgebungen mit großem Transaktionsvolumen und hohen Anforderungen an kurze Latenzzeiten in die engere Auswahl.

Generell legen Gartner zufolge die Investitionen in Sekundärspeicher derzeit deutlich stärker zu (+8 Prozent) als in Primärspeicher (+2 Prozent). Insgesamt nahm die Kapazität der ausgelieferten externen Storage-Produkte laut Gartner im ersten Quartal 2022 um fünf Prozent zu. Der Anteil von All-Flash-Produkten lag bei 16,8 Prozent. Damit steigerte er sich Vergleich zum Vorjahresquartal um fast ein Drittel.

All-Flash und Objektspeicher nähern sich an

»Im Markttrend sieht man All-Flash mehr und mehr aufkommen«, kommentiert Jochen Kanta, Systemingenieur bei Qumulo, die Entwicklung aus seiner Sicht. »Gerade bei den Legacy-Herstellern gibt es ganz klar einen eindeutigen Trend hin zu All-Flash, da diese ihre alte Software-Architektur, die auf drehende Disks ausgelegt ist, kompensieren.«

Einer der »Legacy-Hersteller« ist Netapp. Für ihn bestätigt Sebastian Hausmann, Senior Manager Solutions Engineering bei Netapp Deutschland, die von Marktforschern und externen Beobachtern konstatierte Entwicklung: »Es waren erfolgreiche zwölf Monate für uns, mit zehn Prozent Umsatzwachstum weltweit im Vergleich zum letzten Geschäftsjahr. Besonders die Bereiche All-Flash, Objektspeicher und Public-Cloud-Services konnten wir ausbauen. Ich würde für Deutschland ergänzen: Cloud ist natürlich das Trendthema, aber der Markt für innovative Lösungen On-Premises ist robust, die Nachfrage ist hoch und die Chancen sind groß.«

All-Flash und Objektspeicher – nicht zuletzt in ihrer Kombination, sieht auch Christoph Storzum, Regional Director DACH bei Scality, als Trend der Zukunft – allerdings mit Betonung auf »Zukunft«: »Aktuell sehen wir – zumindest in Deutschland – noch keine stärkere Nachfrage nach All-Flash Deployments, auch wenn vereinzelte Use-Cases schon erstes Interesse aufzeigen. Für viele Kunden geht es aktuell beim Thema Object-Speicher heute noch hauptsächlich um große Datenmengen, die effizient und günstig zu berechenbaren Kosten gespeichert und auch ohne Begrenzungen skaliert werden sollen.«

Scality ist jedoch gerüstet. Der Hersteller hat seine Lösung Artesca von Grund auf neu entwickelt, um die Storage Performance von Object-Speicher auf All-Flash-Umgebungen zu optimieren. Erste Performance-Tests der Storage-Performance liegen vor und sind vielversprechend.

»Wir sehen schon einen perspektivischen Weg in die Richtung All-Flash basierter Objektspeicher, um insbesondere neue Performance-hungrige cloud-native Anwendungen zu adressieren«, sagt Storzum. »Da mit den neueren QLC-Flash-Medien größere und günstigere Flash-Möglichkeiten entstehen – auch für größere Datenbestände – , wird dieser Use-Case mit Sicherheit neue Anforderungen an Object-Storage stellen – und damit auch dem Objectspeicher insgesamt zum weiteren Durchbruch als Haupt-Speicherlösung für unstrukturierte Daten und Cloud-Native-Anwendungen verhelfen.«

Niedrige Latenzen bieten viele Vorteile

Leistung alleine ist aber künftig – und teilweise auch schon heute – nicht mehr das alleinige Kriterium, warum sich Kunden für All-Flash-Produkte entscheiden, merkt Nevzat Bucioglu, Country Manager DACH bei Infinidat, an. »Die wesentlichen Gründe für den Einsatz von All-Flash sind nicht nur die Bandbreite und die I/Os pro Sekunde (IOPS). Was Kunden von einem All-Flash-System vor allem erwarten, ist eine gleichbleibend extrem niedrige Latenzzeit.« Genau hier sieht er auch die Stärke seines Unternehmens: Die Latenz von 35 Mikrosekunden bei der Infinibox SSA II sei »beispiellos« und zusätzlich umfangreiche Funktionen zur Speicherkonsolidierung, hohe Effizienz und geringe Gesamtkosten.

Darüber hinaus muss ein All-Flash-System Bucioglu zufolge Cyberresilienz bieten, um vor Malware und Ransomware zu schützen. Selbst bietet Infinidat dafür unveränderliche Daten-Snapshots, logisches Air-Gapping, eine abgesicherte forensischen Umgebung und »praktisch sofortige Datenwiederherstellung« an. »Unternehmen müssen auch Cyberresilienz auf der sekundären Speicherebene erreichen und eine ähnliche Kombination aus unveränderlichen Snapshots und logischem Air-Gapping wie beim Primärspeicher verwenden«, rät Bucioglu.

KI-Projekte bedingen häufig All-Flash-Arrays

Sven Breuner, Field CTO International bei Vast Data, nennt noch einen Grund für das zunehmende Interesse an All-Flash-Lösungen: KI und Maschinenlernen. »Daten ändern sich in ihrer Form und ihren Zugriffsmustern. Vor zehn Jahren ging es um Datenzeilen und -spalten, heute sehen wir natürlichere Daten. Dinge, die Computer früher nicht analysieren konnten. Diese Datensätze sind so viel größer und benötigen einen sehr schnellen Zugriff, um diese Trainings- und Inferenzalgorithmen auszuführen.«

Zahlreiche Informationen werden zwar schon lange gespeichert, konnten aber bisher nur von Menschen gelesen und analysiert werden. Heute werden zunehmend Bilder, Videos, Tonsequenzen und ähnliches immer häufiger maschinell ausgewertet. »Diese neuen Algorithmen, Workloads und Muster sind sehr unterschiedlich. Wir brauchen schnellen Zugriff auf alle Daten, nicht nur auf die Daten an der Spitze der Pyramide«, betont Breuner. Das erfordere jedoch einen schnellen Zugriff auf alle Informationen und genau das sei die Chance für All-Flash-Lösungen.

»Das Tiering von Speicher und Daten ist die Folge einer Begrenzung«, urteilt Breuner. Heute wollten Unternehmen jedoch schnellen Zugriff auf den gesamten Datensatz. Daher sei das Konzept des Tiering heute obsolet. Die Verwendung von All-Flash ermögliche es, eine neue Architektur aufzubauen und bringe die »Pyramide der Speicherebenen« zum Einsturz.

»Wir sehen diesen Trend weltweit und in mehreren Branchen«, fährt Breuner fort. »Im Zeitalter der KI ist es von enormer Bedeutung, alle Daten sofort verfügbar zu haben. KI ist es egal, ob die Daten sechs Sekunden oder sechs Monate alt sind – sie muss alles schnell, im Kontext und im Moment analysieren. Durch die Konsolidierung aller Daten in einem einzigen All-Flash-Tier ist die Verwaltung einfacher und schneller.«

Weniger CO2-Emissionen dank All-Flash-Arrays

Samsung wirbt schon seit über zehn Jahren mit geringerem Stromverbrauch und damit weniger CO2-Emissionen in Rechenzentren als wichtigem Vorteil von SSDs generell und seiner grünen SSDs im Besonderen. Bisher waren die Bemühungen mäßig erfolgreich. Mit allmählich immer strenger werdenden Vorgaben und aktuell stark steigendem Strompreisen finden die Argumente mehr Gehör.

Dazu trägt auch bei, dass Komponentenlieferant Samsung Gesellschaft von Storage-Komplettanbietern bekommen hat. So hat zum Beispiel Huawei im Mai 2022 eine »grüne« Storage-Strategie angekündigt. Dabei spielt die konsequente Adaption von All-Flash eine wichtige Rolle. Laut Assaf Natanzon, Chief Architect of Data Storage bei Huawei, lässt sich mit Solid-State Drives gegenüber HDDs die Leistungsaufnahme um bis zu 70 Prozent reduzieren und dieselbe Kapazität auf der Hälfte des Platzes unterbringen.

Nutzung wiederverwertbarer Materialien, umweltfreundlichere Verpackungsmaterialien und umfassende Rücknahmeangebote für Altgeräte sollen ebenfalls zu einer besseren Umweltbilanz beitragen. Kunden, die selbst klimaneutral werden wollen, müssen so weniger Emissionen kompensieren, ein Faktor, der in den kommenden Jahren immer wichtiger werden wird.

»Der Aufbau einer nachhaltigen Technologieinfrastruktur ist notwendig, um die globale Erwärmung und die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels abzuschwächen«, erklärt auch Begona Jara, Regional VP Germany & Austria bei Pure Storage. Auf Grundlage eines kürzlich erschienenen ESG-Berichts (Enterprise Strategy Group) nimmt Pure Storage für sich in Anspruch, dass Anwender seiner All-Flash-Lösungen im Vergleich zu Konkurrenzprodukten eine bis zu 80-prozentige Reduzierung der direkten CO2-Emissionen erreichen. »Im Allgemeinen besteht das Ziel moderner All-Flash-Arrays darin, eine bessere Leistung bei Schlüsselkennzahlen wie Kapazität pro Watt, Bandbreite pro Watt und Kapazität pro Höheneinheit zu erreichen, was zu einem insgesamt geringeren Platzbedarf und Stromverbrauch im Rechenzentrum führt«, fasst Jara zusammen.

Eine weitere Gemeinsamkeit zu Huawei ist bei Pure Storage das Bekenntnis zu einer modularen Architektur, die Rechenleistung und Speicherkapazität trennt. Bei Pure Storage heißt die FlashBlade//S. »Speicher-, Rechen- und Netzwerkelemente können flexibel und unterbrechungsfrei aktualisiert werden, was zu einer hochgradig Konfigurierbaren und anpassbaren Datei- und Objektplattform führt, die ein breites Spektrum moderner Workloads abdeckt«, erklärt Jara.

Sie verweist dazu auf die Marktforscher von IDC. Denen zufolge ermöglicht die Disaggregation von All-Flash-Speicherplattformen mehr Flexibilität beim Aufbau hocheffizienter IT-Infrastrukturen. Administratoren könnten so die richtige Balance von IT-Ressourcen für eine bestimmte Arbeitslast zusammenzustellen, um die Kosten zu minimieren und bedarfsgerechte Upgrades auf unterschiedlichen Ressourcen unabhängig voneinander durchzuführen.

Sinkende Preise und Vorteile bei Dedup und Kompression

Zur steigenden Akzeptanz von All-Flash trägt nach wie vor auch die Preisentwicklung bei. Bereits seit längerem ist zu beobachten, dass Unternehmen auch im Nearline-Storage-Bereich SSD statt HDD bevorzugen. Nach Ansicht von Sven Nimmich, EMEA Storage Lead bei Lenovo, ist das inzwischen auch in Deutschland der Fall.

Laut 2021 veröffentlichten Ergebnissen einer von ESG im Auftrag von Scalitydurchgeführten Umfrage, setzen 95 Prozent der Unternehmen Flash-Speicher bereits zumindest für einen Teil ihrer Objektspeicher ein. 23 Prozent sagten sogar, dass sie bereits über eine reine Flash-Objektspeicher-Lösung verfügen. Wesentlich zum Erfolg beigetragen haben, dem Bericht zufolge, neue Flash-Medien mit hoher Dichte und geringeren Kosten – vor allem QLC-Flash.

»All-Flash ist inzwischen der Standard im Primärspeicherbereich«, sagt Christian Winterfeldt, Senior Director Data Center Sales, bei Dell Technologies. »Durch die Datenreduktion der Speichersysteme ist die drehende Platte in die Nische der Archive verdrängt worden.« Auch Lenovo-Manager Nimmich sieht die Stärken von Flash vor allem im Zusammenhang mit Datenreduktionstechniken (Dedup und Kompression), da bei deren Nutzung »keine spürbaren Perfomance-Einbrüche« mehr zu befürchten seien. Nicht zuletzt aufgrund der Fortschritte beim NVM-Express-Protokoll NVMe und dessen Erweiterungen – etwa NVMe-over-Fabrics – gleichen sich die Kosten für All-Flash-Speicher weiter denen von Disk-Systemen an. Da sie gleichzeitig mehr Leistung, geringeren Stromverbrauch und eine vergleichbare Skalierbarkeit versprechen, fällt Firmen die Entscheidung dafür immer leichter.