RAID الگورتھم کو 1987 میں عوام کے لیے متعارف کرایا گیا تھا۔ آج تک، وہ معلومات کے ذخیرے کے میدان میں ڈیٹا تک رسائی کی حفاظت اور اس میں تیزی لانے کے لیے سب سے مشہور ٹیکنالوجی بنے ہوئے ہیں۔ لیکن آئی ٹی ٹکنالوجی کا زمانہ، جو 30 سال کا ہندسہ عبور کر چکا ہے، بلکہ پختگی نہیں، بلکہ پہلے سے بڑھاپا ہے۔ اس کی وجہ ترقی ہے، جو کہ نئے مواقع لاتی ہے۔ ایک ایسے وقت میں جب عملی طور پر HDDs کے علاوہ کوئی دوسری ڈرائیو نہیں تھی، RAID الگورتھم نے ذخیرہ کرنے کے دستیاب وسائل کا سب سے زیادہ موثر استعمال کرنا ممکن بنایا۔ تاہم، SSDs کی آمد کے ساتھ، صورتحال یکسر بدل گئی ہے۔ اب جب سالڈ اسٹیٹ ڈرائیوز کے ساتھ کام کرتے ہیں تو RAID ان کی کارکردگی پر پہلے سے ہی ایک "فاس" ہے۔ لہذا، SSD کی رفتار کی خصوصیات کی مکمل صلاحیت کو غیر مقفل کرنے کے لیے، ان کے ساتھ کام کرنے کے لیے بالکل مختلف نقطہ نظر ضروری ہے۔
آپریٹنگ اصولوں میں HDD اور SSD کے درمیان واضح فرق کے علاوہ، اس قسم کے میڈیا میں ایک اور اہم خصوصیت ہے: کوئی بھی ہارڈ ڈرائیو کسی بھی ڈیٹا کو ایک بلاک کی گرانولیریٹی کے ساتھ دوبارہ لکھ سکتی ہے (آج کل یہ اکثر 4KB ہے)۔ SSDs کے لیے، دوبارہ لکھنے کا عمل زیادہ پیچیدہ طریقہ کار ہے:
- تبدیل شدہ ڈیٹا کو نئے مقام پر کاپی کیا جاتا ہے۔ اس صورت میں، گرینولریٹی ایک ہی بلاک ہے، لیکن کئی صفحات پر مشتمل ہے اور اس کا سائز 256KB - 4MB ہے۔ وہ. اسی 4KB کو تبدیل کرتے وقت، دوسری چیزوں کے علاوہ، تمام ملحقہ صفحات کو کاپی کرنا ضروری ہے جو ایک ہی بلاک بناتے ہیں۔
- "پرانے" بلاکس کو غیر استعمال شدہ کے طور پر نشان زد کریں، تاکہ انہیں پھر کوڑا اٹھانے والے کے ذریعے مٹا دیا جا سکے۔
SSD پر ترتیب وار لکھنا/اوور رائٹ کرنا
ترتیب وار تحریر/دوبارہ لکھنے کی صورت میں، SSD کی یہ خصوصیت اس کی کارکردگی کے لحاظ سے کوئی بڑا کردار ادا نہیں کرتی، کیونکہ بلاکس قریب ہی واقع ہیں، اور کوڑا اٹھانے والا اپنا کام پس منظر میں اچھی طرح سے کرتا ہے۔ لیکن حقیقی زندگی میں، اور اس سے بھی زیادہ انٹرپرائز سیگمنٹ میں، ڈیٹا تک بے ترتیب رسائی اکثر SSDs کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ اور یہ ڈیٹا ڈرائیوز پر بے ترتیب مقامات پر لکھا جاتا ہے۔
SSD کو جتنا زیادہ ڈیٹا لکھا جاتا ہے، کوڑا اٹھانے والے کے لیے کام کرنا اتنا ہی مشکل ہوتا ہے، کیونکہ ٹکڑے ٹکڑے ہونے میں بہت زیادہ اضافہ ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، وہ لمحہ آتا ہے جب ڈرائیو کی صفائی کا عمل "پس منظر" ہونا بند ہو جاتا ہے: SSD کی کارکردگی نمایاں طور پر گر جاتی ہے، کیونکہ اس کا ایک اہم حصہ کوڑا اٹھانے والے نے لیا ہے۔
روزمرہ کے استعمال کے دوران SSD پر حقیقی ڈیٹا لوکیشن
کوڑا اٹھانے والے کے کام کے اثر کو واضح کرنے کے لیے، ڈرائیو پر ریکارڈنگ موڈ پر منحصر ہے، آپ آسان ترین ٹیسٹ کر سکتے ہیں: 4GB ڈرائیو پر 100KB بلاکس میں ترتیب وار اور بے ترتیب تحریر۔ (ماخذ - کمپنی )
ترتیب وار تحریری کارکردگی
بے ترتیب تحریری کارکردگی
جیسا کہ ٹیسٹوں سے دیکھا جا سکتا ہے، کارکردگی میں کمی دو گنا سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔ اور یہ صرف ایک ڈرائیو ہے۔ RAID گروپ کے حصے کے طور پر SSD استعمال کرتے وقت، برابری کے ساتھ کام کرنے کی وجہ سے دوبارہ لکھنے کی کارروائیوں کی تعداد بہت بڑھ جاتی ہے۔
عام طور پر، ایس ایس ڈی آپریشن کی ان خصوصیات کی وجہ سے، ان کے لیے ایک ایسا پیرامیٹر ہوتا ہے جیسا کہ لکھنا ایمپلیفیکیشن۔ یہ ڈرائیو پر لکھے گئے ڈیٹا کی مقدار اور میزبان کی طرف سے اصل میں بھیجے گئے ڈیٹا کا تناسب ہے۔ اور سب سے زیادہ مقبول RAID5 کے لیے یہ گتانک ~3.5 ہے۔
نتیجے کے طور پر، کلاسک RAID والے سسٹم بنیادی طور پر SSDs کو اپنی اصل رفتار کا صرف ~ 10% استعمال کرتے ہیں اور جب ڈرائیوز کی تعداد ایک درجن سے زیادہ ہو جاتی ہے تو کارکردگی میں خراب پیمانے پر ہوتا ہے۔
ہم یہ بھی نوٹ کرتے ہیں کہ ضرورت سے زیادہ تحریری کارروائیاں نہ صرف SSD کی کارکردگی کو کم کرتی ہیں، بلکہ اسے لامحدود وسائل سے بھی کم کر دیتی ہیں، اس طرح ڈرائیو کی سروس لائف مختصر ہو جاتی ہے۔
جو کہ تمام AccelStor مصنوعات کا بنیادی حصہ ہے، SSDs کے ساتھ کام کرتے وقت کلاسک RAID الگورتھم کے متبادل کے طور پر بالکل ٹھیک ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ٹیکنالوجی کی جدت پسندی کو مختلف پیٹنٹ اور ایوارڈز (بشمول فلیش میموری سمٹ 2016) اور آزاد ٹیسٹوں کے نتائج (مثال کے طور پر، SPC1) کے ذریعے نوٹ کیا جاتا ہے۔
دل تمام آنے والی تحریری درخواستوں کو، بنیادی طور پر بے ترتیب قسم کی، بلاکس کے ایک سیٹ میں تبدیل کرنے پر مشتمل ہوتا ہے جو ڈرائیو کے نقطہ نظر سے ترتیب وار تحریری موڈ سے جتنا ممکن ہو۔ نتیجے کے طور پر، SSD پر ریکارڈنگ ان کے لیے سب سے زیادہ آرام دہ موڈ میں ہوتی ہے، اور اس کے نتیجے میں کارکردگی کلاسک RAID والے کسی بھی سسٹم سے زیادہ ہوتی ہے۔
AccelStor سسٹمز میں تمام SSDs کو دو ہموار FlexiRemap® گروپس میں تقسیم کیا گیا ہے۔ گروپ کا سائز ماڈل پر منحصر ہے اور 5-11 ڈرائیوز تک ہے۔ گروپ کے اندر غلطی کی رواداری کے لیے، برابری کا استعمال RAID5 کی طرح کیا جاتا ہے۔ دونوں گروہوں کو ایک مشترکہ اسٹوریج کی جگہ بنانے کے لیے ایک ساتھ استعمال کیا جاتا ہے۔ اس لیے، نتیجے میں غلطی کی رواداری دو گروپوں پر مشتمل RAID50 صف کی طرح ہوگی: سسٹم دو SSDs تک کی ناکامی کو برداشت کر سکتا ہے، لیکن ہر FlexiRemap® گروپ میں ایک سے زیادہ نہیں۔
تمام آنے والی تحریری درخواستوں کو 4KB بلاکس میں تقسیم کیا گیا ہے، جو دونوں FlexiRemap® گروپوں کے لیے راؤنڈ رابن موڈ میں لکھے گئے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، سسٹم ریکارڈ شدہ بلاکس کی مانگ پر مسلسل نظر رکھتا ہے، اسی طرح کے بلاکس کو تبدیل کرنے پر ایک دوسرے کے جتنا ممکن ہو سکے ریکارڈ کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ اگر اسے سٹوریج سسٹم کے لحاظ سے بیان کیا جائے تو یہ شیئرنگ کا ایک ورچوئل اینالاگ نکلا ہے۔ اس صورت میں، ردی کی ٹوکری میں جمع کرنے والے کا کام بہت آسان ہے: سب کے بعد، غیر استعمال شدہ بلاکس ہمیشہ قریبی رہیں گے.
یہ بات قابل ذکر ہونا چاہئے کہ حریف کی مصنوعات کے برعکس، وہ کنٹرولر کی RAM میں آنے والی درخواستوں کو کیش کرنے کی فعالیت کا استعمال نہیں کرتے ہیں۔ تمام آنے والے ڈیٹا بلاکس فوری طور پر SSD کو لکھے جاتے ہیں۔ میزبان کو ڈیٹا کو جسمانی طور پر ڈرائیوز پر رکھنے کے بعد ہی کامیاب ریکارڈنگ کی تصدیق ملتی ہے۔ RAM رسائی کو تیز کرنے اور ڈیٹا کا اگلا بلاک کہاں لکھنا ہے اس کا تعین کرنے کے لیے SSD پر صرف بلاک پلیسمنٹ ٹیبلز کو اسٹور کرتا ہے۔ یقینا، وشوسنییتا کے لئے، ان میزوں کی کاپیاں خود میڈیا پر واقع ہیں. نتیجے کے طور پر، AccelStor سسٹمز کو بیٹری/کیپیسیٹر کی شکل میں کسی کیش پروٹیکشن کی ضرورت نہیں ہے (تاہم، UPS کے ساتھ بات چیت کرنے کی صلاحیت بجلی کے مسائل کی صورت میں "نرم" شٹ ڈاؤن کے لیے دستیاب ہے)۔
ریکارڈنگ کو منظم کرنے کے اس نقطہ نظر کی بدولت، کوڑا اٹھانے والا دراصل ڈرائیوز کی رفتار کو نمایاں طور پر متاثر کیے بغیر پس منظر میں کام کرنے کے قابل ہوتا ہے، جو بالآخر SSD کی 90% کارکردگی کو سسٹم کے اندر استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ All Flash کے مقابلے AccelStor سسٹمز میں IOPS کی اعلی شرحوں کی یہی وجہ ہے، جو RAID الگورتھم پر مبنی ہیں۔
FlexiRemap® ٹیکنالوجی کی ایک اور اہم خصوصیت SSDs کو بے کار تحریروں میں نمایاں کمی ہے۔ اس طرح، AccelStor سسٹمز کے لیے رائٹ ایمپلیفیکیشن فیکٹر صرف 1.3 ہے، جس کا عام زبان میں ترجمہ کیا جاتا ہے، یعنی RAID5 کے مقابلے میں ڈرائیوز کی سروس لائف میں 2.5 گنا سے زیادہ اضافہ!
سسٹم کی طرف سے SSDs پر ڈیٹا پلیسمنٹ پالیسی کی مسلسل نگرانی کی بدولت، تمام ڈرائیوز یکساں طور پر ختم ہو جاتی ہیں۔ یہ نقطہ نظر آپ کو ان کی سروس کی زندگی کی پیشن گوئی کرنے اور ریکارڈنگ کے وسائل کی تھکن کے بارے میں ایڈمنسٹریٹر کو پیشگی سگنل بھیجنے کی اجازت دیتا ہے۔
یہ واضح ہے کہ SSDs ناکام ہو سکتے ہیں۔ اس صورت میں، نظام فوری طور پر گرم اسپیئر ڈسکوں میں سے ایک کو دوبارہ بنانا شروع کر دے گا۔ یہ انحطاط شدہ حالت میں FlexiRemap® گروپ کو صرف پڑھنے کے لیے بنتا ہے، اور تمام تحریری درخواستیں دوسرے گروپ کو بھیجی جاتی ہیں۔ یہ تحفظ کا طریقہ کار تعمیر نو کے عمل کو تیز کرنے اور اسی گروپ کے اندر ایک اور ڈرائیو کے ناکام ہونے کے امکان کو کم کرنے کے لیے فراہم کیا گیا ہے۔ یہ کوئی راز نہیں ہے کہ دوبارہ تعمیر کے دوران، ایک گروپ کے تجربے میں تمام ڈرائیوز نے گرم اسپیئر پر پڑھنے، لکھنے، اور بحالی کے کاموں میں مداخلت کی وجہ سے بوجھ میں اضافہ کیا۔ اس سے ایک اور ڈسک کی ناکامی کا امکان بڑھ جاتا ہے۔ اور جتنی زیادہ تحریری کارروائیاں ہوں گی، تعمیر نو میں اتنا ہی زیادہ وقت لگے گا۔
ایک بار جب مرمت کا عمل مکمل ہو جاتا ہے اور FlexiRemap® گروپ دوبارہ معمول پر آجاتا ہے، تو دونوں گروپوں کے درمیان تحریری وسائل میں ہلکی سی کمی ہوگی۔ لہذا، اس کو سیدھ میں لانے کے لیے، بعد میں لکھنے کی کارروائیاں اکثر بحال شدہ گروپ پر پڑیں گی (یقیناً، اس طرح کہ حتمی نظام کی کارکردگی کو زیادہ نقصان نہ پہنچے)۔
پیچیدہ کیشنگ سسٹمز کا استعمال کرتے ہوئے بھی مخصوص اقدار (~280K IOPS@4K رینڈم رائٹ) کے اوپر RAID الگورتھم کی بنیاد پر تمام فلیش سسٹمز کی کارکردگی کو بڑھانا ممکن نہیں ہے۔ FlexiRemap® ٹیکنالوجی، ذخیرہ کرنے کی جگہ کو منظم کرنے کے لیے بالکل مختلف نقطہ نظر کی بدولت، نہ صرف آسانی سے اس رکاوٹ پر قابو پاتی ہے، بلکہ اس کے ساتھ ساتھ SSDs کی سروس لائف کو بھی کئی گنا بڑھا دیتی ہے۔ تو سسٹمز بہت سے محاذوں (IOPS/$, GB/$, TCO, ROI) پر تمام فلیش اریوں کے درمیان سنگین فوائد ہیں، جو انہیں وسائل سے متعلق کاموں کو حل کرنے کے لیے کسٹمر ڈیٹا سینٹرز میں کلیدی عہدوں کے لیے مثالی امیدوار بناتے ہیں۔
ماخذ: www.habr.com
