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Le nombre d’informations en ligne augmente constamment. Il est donc essentiel de développer des systèmes de stockage capables de suivre ce flot croissant de données. Il existe plusieurs critères clés sont :

 Le coût : en raison de l’immense quantité de données, le critère le plus important est le coût par capacité ($/To).

 Les dimensions physiques : l’espace disponible dans les centres de données est également un facteur de coût important. L’utilisation de disques durs de plus haute capacité dans des racks compacts de 19 pouces peut réduire l’espace requis.

 La consommation d’énergie : le stockage en ligne doit toujours être actif. Par conséquent, la consommation d’énergie contribue directement au coût total de fonctionnement. En outre, chaque watt consommé dans le système de stockage doit être compensé par le système de refroidissement du centre de données. Ce qui entraîne à nouveau des coûts d’électricité supplémentaires.

 La performance : une certaine performance est attendue en matière de stockage en ligne, car personne ne veut attendre trop longtemps ses données. Dans le cas des applications de sauvegarde, le temps est limité. Donc une quantité définie de bande passante doit être disponible afin que les données puissent être écrites dans le temps imparti. Dans le cas d’une sauvegarde qui doit être restaurée, les données doivent être récupérées le plus rapidement possible afin que les entreprises puissent revenir à la normalité au plus vite.

Dans cette étude, l’accent est mis sur l’optimisation des coûts et de la consommation d’énergie tout en minimisant les dimensions mécaniques du système. L’optimisation des performances du système n’était pas un objectif, mais elle a été mesurée afin de fournir des valeurs de référence. Si l’objectif principal était la performance maximale, d’autres solutions, telles que les SSD, pourraient être utilisées. Mais leur coût par capacité de stockage est beaucoup plus élevé que celui des disques durs.

Architecture de stockage : le choix du disque dur

Les disques durs (HDD) offrent de loin le coût le plus bas par unité de stockage en ligne. Donc bien sûr il faut les privilégier. En ce qui concerne le ratio $/To, les modèles haut de gamme actuels sont tous similaires pour les disques de 12 To, 14 To ou 16 To. Par conséquent, il n’y a aucune préférence lors de l’optimisation pour $/ To. Cependant, lorsque vous utilisez des disques durs de 16 To, moins de disques sont nécessaires pour une capacité donnée qu’avec 12To ou 14 To. Cela a un impact sur un autre critère d’optimisation : moins de disques prennent moins d’espace, à des capacités plus élevées, la consummation d’énergie par capacité de stockage sera également considérablement plus faible, comme le montre le tableau 1.

Tableau 1 : consommation d’énergie et capacité des disques durs d’entreprise

(Source : fiches techniques et manuels de produits Toshiba, chacun pour lecture / écriture aléatoire QD = 1 et 64 Ko blocks, lecteur unique)

Figure 1 : Consommation d’énergie par To pour différentes générations de disques durs

Les critères de consummation d’énergie totale et les besoins d’espace sont donc assez parlants en matière d’utilisation de disques durs de la plus grande capacité actuellement disponible, c’est à dire 16 To.

Les disques durs de 16 To correspondants à la série MG08 de Toshiba sont disponibles avec des interfaces SAS ou SATA. L’interface SAS possède deux canaux à 12 Go/s, ce qui la rend adaptée aux architectures au sein desquelles la vitesse et, surtout, la haute disponibilité sont importantes.

Cela se fait au détriment de la consummation d’énergie (les disques durs SAS consomment environ 1 à 2 W de plus que les disques durs SATA, en raison de la consommation d’énergie plus élevée de l’interface). Comme l’un des objectifs était d’optimiser la consummation d’énergie, le modèle MG08ACA16TE avec interface SATA a été choisi.

La fiche technique répertorie les valeurs de consummation d’énergie suivantes pour ce disque dur :

 Blocs à lecture aléatoire de 4 Ko, QD = 16 : 8,60 W

 Blocs d’écriture aléatoire de 4 Ko, QD = 16 : 5,83 W

 Lecture séquentielle : 7,50 W

 Écriture séquentielle : 6,83 W

 Idle_A : 4.00W

 Spin up Maximum en 500 ms : 16,85 W

Architecture de stockage : le choix du format de disque dur

Les modèles à charge de stockage supérieure de 45 à 100 baies avec 4 unités de hauteur (HE) offrent la meilleure utilisation d’espace pour les disques durs d’entreprise (" Nearline ") de 3,5". Ils sont disponibles en tant que serveur (avec server board) ou JBOD avec expandeurs SAS simples ou doubles.

Pour ce projet, un modèle commun de 60 baies AIC a été sélectionné et s’intègre dans n’importe quel rack de 1000 mm existant en raison de sa conception compacte. Il convient de noter que les modèles avec plus de 60 disques sont parfois très longs, ils ne peuvent donc pas être insérés dans des racks de 1000 mm et nécessitent des versions plus profondes. Cette variante JBOD a été choisie car elle permet de mesurer facilement la consummation d’énergie du disque dur et le câblage du signal (face arrière, expandeur). Enfin, un modèle avec un seul expandeur a été sélectionné. Cela réduit les coûts, la consommation d’énergie et correspond aux disques durs SATA choisis. Ces derniers ne comportent de toute façon qu’un seul canal de données sur l’interface. Le modèle AIC sélectionné est nommé AIC-J4060-02 (JBOD, 4 unités de hauteur, 60 baies, version 02 = simple expandeur).

http://toshiba.semicon-storage.com/