IBM stellte unlängst Speichersysteme auf Basis der »System x«-Baureihe vor. Sie kombinieren die Sicherheit und Leistung eines RAID-Arrays mit einer neuen Architektur und dem Dateisystem GPFS. Damit sollen höhere Zugriffsgeschwindigkeiten und eine verbesserte Zuverlässigkeit erreicht werden.

Der »System x GPFS Storage Server« besteht aus zwei Server-Einheiten und beispielsweise vier Disk-Shelfs sowie Netzwerk-Komponenten und GPFS-Software. Das System lässt sich aber hoch skalieren und basiert auf Linux mit GPFS-Software. Datenschutz garantiert das declusterte Software-RAID. Damit soll ein Rebuild laut Hersteller bis zu 400 Prozent schneller werden. Zwei Modelle stehen derzeit zur Auswahl: das Modell 24 und das Modell 26. Diese können auf insgesamt 232 bzw. 348 Festplatten erweitert werden. Das wiederum lässt mit 2- und 3-TByte-Festplatten Speicherkapazitäten von 464 oder 696 TByte in der kleinen Variante sowie 696 oder 1.044 TByte im großen System zu. Zu den herkömmlichen Festplatten kommen noch einmal sechs SSDs hinzu, die für das System-Management und optimierte Performance zur Verfügung stehen. Bei den Interconnectoren kann der Administrator zwischen FDR InfiniBand oder 10-Gbit/s-Ethernet wählen. Im Innern des Storage-Servers arbeitet ein Intel »Xeon Processor E5 2670« sowie ein »Red Hat Enterprise Linux«-Betriebssystem. Zum Skalieren von Kapazität und Performance lassen sich mehrere der Building Blocks zusammen schließen. Mit diesen Systemen hat IBM das Rad nicht gerade neu erfunden, will aber ein altes Problem elegant lösen.

Keine Magie, aber problemlösend

Das Problem, welches diese neuen Server lösen sollen, ist vergleichsweise trivial. Die herkömmlichen in den letzten Jahrzehnten verwendeten Festplattenlaufwerke sind für die heutigen Anwendungen zu langsam geworden. Seit einiger Zeit sind Platten mit drei TByte erhältlich und werden intensiv nachgefragt, die 4-TByte-Platte erobert sich gerade ihren Platz im RZ. Diese können soviel Informationen speichern wie beispielsweise rund einhundert Smartphones oder Tables, allerdings lediglich bei einer Geschwindigkeit von rund 100 MByte/s. Viele Unternehmen bewegen und benutzen allerdings weit über 100 GByte/s, also schlicht das Tausendfache. Zur Lösung dieses Problems wurden Daten für lange Zeit auf RAID-Arrays gespeichert. Allerdings liefern auch diese Systeme die Daten kaum noch in den Geschwindigkeiten, wie sie für moderne Big-Data-Umgebungen benötigt werden. Und die Kapazitäten verdoppeln sich fast jedes Jahr, während die Schnittstellen wie SATA oder SAS oder die Rate der Zuverlässigkeit nicht in entsprechender Geschwindigkeit nach. Somit werden die populären RAID-Level 1 oder 5 bzw. 6 immer weniger geeignet für den Aufbau entsprechender Plattensysteme. Auch die Kombination von Parität und Striping, also 50 oder 60, oder diejeniger von Parität und Mirror, also 51 oder 61, schafft hier kaum noch Abhilfe. In allen Fällen nimmt die Wiederherstellung defekter Laufwerke mehrere Tage in Anspruch.

IBM hat vor über zehn Jahren GPFS (General Parallel File System) entwickelt, um das beschriebene Problem zu lösen. Bisher war es auf  Hardware wie dem »Scale Out Network Attached Storage« (SONAS) oder dem Speichersystem »Storwize V7000« erhältlich, ebenso als Lösung für HANA oder SAP- und andere Datenbanken. Als Lösung für große Unternehmen mit dem entsprechenden Budget sind diese zwar geeignet, allerdings nicht wirklich für mittlere und kleine Firmen.

Kürzlich hat IBM GPFS durch Native RAID (GNR) ergänzt. GNR stellt eine Software-Schicht unterhalb GPFS dar, welche direkt mit den Laufwerken interagiert. Moderne Rechner stellen mehr als genug Rechenleistung zur Verfügung, um die Festplatten direkt zu verwalten. Damit eliminiert GNR den Bedarf an teuren externen RAID-Systemen, beseitigt so eine Zwischenschicht und stellt damit die Informationen wesentlich schneller zur Verfügung. IBM hat diese Ausstattung seit längerer Zeit mit dem »Power 775 Server« angeboten und speichert weltweit viele hundert Petabyte auf diese Weise.

Nun werden GPFS und GNR auch mit den wesentlich preiswerteren »x86«-Servern als IBM System x GPFS Storage Server angeboten und werden damit auch für kleine und mittlere Kunden erschwinglich. Als Zielgruppe sieht IBM nicht nur das traditionelle Rechenzentrum, sondern auch schon einzelne Abteilungen oder Office-Nutzer. Die Lösung wird komplett und integriert mit Servern, SSDs, Festplatten und Software geliefert. Der Kunde muss laut Hersteller durch die Nutzung von Standard-PC-Servern Abstriche weder bei der Leistung noch bei der Zuverlässigkeit machen. IBM gibt das Jülich Supercomputing Center (JSC) als Referenz an. Hier werden die Storage Server anstatt eines traditionellen Arrays am »JUQUEEN« Supercomputer und damit an einem der schnellsten seiner Art weltweit betrieben. GNR muss hier eine Speicherlandschaft von über 100.000 Laufwerken verwalten und mit täglichen Komponentenausfällen fertig werden.

Fazit

Mit kleineren Systemen in den HPC- und Big-Data-Bereich: genau dafür hat IBM den Storage-Server konzipiert. Das Building-Bock-Design soll es dem IT-Verantwortlichen dabei so einfach wie möglich machen, das System zum Einsatz zu bringen. Er kann mit wenigen Laufwerken starten und seine Umgebung je nach Bedarf auf mehrere tausend Platten und damit auf etliche Petabyte aufrüsten. Die Leistung des Systems kommt dabei nah an diejenige der wesentlich teureren Storage Server auf »p-Series«-Basis heran. Dies hat IBM bereits bei mehreren Performance-hungrigen Kunden wie dem Kernforschungszentrum Jülich unter Beweis gestellt.

Allerdings dürfte selbst der für IBM-Verhältnisse geringe Listenpreis von 30.000 Euro für das Grundsystem abschreckend vor allem auf kleinere Kunden wirken. Hinzu kommt, dass die komplexe Architektur und Funktionsweise von GPFS, GNR und dem Storage Server erst einmal Freunde und damit Verbreitung finden muss, um das Vertrauen des Mittelstandes zu gewinnen. Die Implementierung und Verwaltung des Systems dürfte um einiges aufwändiger sein als bei den anderen in diesem Markt üblichen Lösungen.