par Dropbox a été parmi les premiers grands fournisseurs de services cloud (CSP) à déployer des disques durs qui utilisent l’enregistrement magnétique en bardeaux (SMR) pour augmenter la densité de stockage de ses centres de données. Alors que la société attend avec impatience les technologies futures et prévoit d’être l’un des premiers à adopter des disques durs dotés d’un enregistrement magnétique assisté par la chaleur (HAMR), elle planifie déjà la manière dont les disques HAMR affecteront ses centres de données et comment elle devrait se préparer à leur déploiement.
Dans un article de blog surprenant et franc, Dropbox a partagé quelques réflexions et expériences avant le déploiement de disques durs basés sur la technologie HAMR, qui offriront des capacités à partir de 30 To et s’étendant jusqu’à 100 To et plus à l’avenir. Afin d’assurer des performances prévisibles de ces disques durs ainsi que de maintenir ses exigences de qualité de service (QoS) pour ses centres de données, l’entreprise devra modifier la conception de ses serveurs et introduire quelques changements dans son infrastructure.
Le point le plus intéressant concerne peut-être le contrôle et les tolérances des vibrations. HAMR est destiné à augmenter radicalement la densité surfacique des plateaux de disques durs, il est donc inévitable que leur densité de pistes augmente également. Alors qu’une densité surfacique plus élevée augmentera les performances de lecture/écriture séquentielle des disques durs, elle rendra également les disques plus sujets aux erreurs de positionnement de la tête en raison des vibrations à haute fréquence courantes dans les racks des centres de données, ce qui dégradera leurs performances. Les vibrations sont causées par les ventilateurs, les disques durs à proximité lorsqu’ils effectuent des actions de recherche et les forces de rotation des disques durs. Par conséquent, pour les CSP comme Dropbox, le défi consiste à minimiser l’impact des vibrations sur chaque disque. L’entreprise prévoit de lutter contre les vibrations dans ses 7e génération de serveurs en tirant parti des spécifications HDD Dynamics développées par l’Open Compute Project.
“Notre objectif à l’avenir sera de minimiser la dégradation des performances du disque dur due aux vibrations du système en supprimant les vibrations structurelles du châssis du système et en réduisant le bruit du ventilateur”, a écrit Eric Shobe, responsable de l’ingénierie matérielle chez Dropbox, dans un article de blog. “Il sera essentiel de se concentrer davantage sur ce domaine alors que nous embarquons des disques durs de nouvelle génération, et il est formidable de voir certains efforts déjà en cours dans la communauté Open Compute Project (OCP). Nous prévoyons de tirer parti du substitut acoustique du disque dur de l’OCP – un nouveau spécification standard de l’industrie pour les tests de vibration – dans nos 7e conceptions de génération.”
Une autre particularité des disques durs à haute capacité en général est leur performance IOPS par To décroissante au milieu d’une capacité croissante. Une fois que les performances aléatoires par téraoctet d’un disque dur tombent en dessous d’un certain niveau (certains disent en dessous de 5 IOPS par To, mais le nombre réel dépend d’exigences de performances spécifiques), ce disque ne répond plus à l’accord de niveau de service et donc aux exigences de QoS. Pour résoudre ces problèmes, les CSP doivent soit réduire la quantité de capacité qu’ils utilisent par disque (c’est-à-dire acheter des disques plus petits ou payer pour la capacité qu’ils n’utilisent pas), implémenter la mise en file d’attente des commandes et les E/S limitées par la latence (LBIO) dans le micrologiciel (c’est-à-dire des performances inférieures), utilisez la mise en cache SSD (et donc réduisez l’utilisation des disques durs) ou utilisez des disques durs offrant des performances d’E/S supérieures. Les fabricants de disques durs, à leur tour, s’attaquent aux performances réduites en IOPS par To en produisant des disques avec deux actionneurs indépendants qui doublent essentiellement les IOPS par To.
“Nous prévoyons également que des lecteurs à double actionneur pourraient éventuellement être nécessaires pour répondre à nos exigences en matière d’IOP/TB”, a écrit Shobe. “Les augmentations de densité ne peuvent aller aussi loin s’il n’y a encore qu’un seul canal pour les E/S, mais deux canaux doubleront effectivement les IOP que nos disques peuvent supporter.”
Bien que la baisse des performances IOPS par To puisse être atténuée, les performances d’E/S par boîtier de serveur sont une autre préoccupation des CSP comme Dropbox.
“Les disques durs à haute densité nous ont mis au défi de repenser où se trouvaient les autres goulots d’étranglement dans notre infrastructure”, a écrit le responsable de l’ingénierie matérielle chez Dropbox. “Par exemple, pour que notre serveur de septième génération puisse théoriquement prendre en charge plus de 6 Po dans un seul boîtier, nous avons dû réorganiser notre réseau afin de pouvoir drainer et réparer les données à un rythme acceptable.”
En général, Dropbox envisage d’adopter des disques durs HAMR de plus grande capacité dans ses centres de données, mais pour les utiliser efficacement, il prévoit de déployer ses 7e Serveurs de génération qui traitent les vibrations et les problèmes d’E/S par boîtier.
