Brian은 최근에 Jason Adrian과 함께하는 팟캐스트, OCP 스토리지 프로젝트의 공동 의장이자 Azure의 하드웨어 책임자로서 스토리지 솔루션의 미래에 대해 논의했습니다. 토론의 주요 주제는 다목적 E1.S 폼 팩터였습니다. 우리의 대화에 따르면 이 기술의 가능성에 대해 흥분하지 않는다면 아마도 그렇게 해야 할 것입니다.
Brian은 최근에 Jason Adrian과 함께하는 팟캐스트, OCP 스토리지 프로젝트의 공동 의장이자 Azure의 하드웨어 책임자로서 스토리지 솔루션의 미래에 대해 논의했습니다. 토론의 주요 주제는 다목적 E1.S 폼 팩터였습니다. 우리의 대화에 따르면 이 기술의 가능성에 대해 흥분하지 않는다면 아마도 그렇게 해야 할 것입니다.
E1.S란?
E1.S 폼 팩터("룰러"라고도 함)는 몇 년 전에 출시되었으며 주로 하이퍼 스케일러에게 작은(M.2 드라이브보다 약간 큰) 폼 팩터 내부의 성능 및 밀도에 대한 유연성을 제공했습니다. 이제 컴퓨팅 및 스토리지 시장에 더 광범위한 영향을 미치려고 합니다.
처음에는 E1.L(훨씬 더 큰 "룰러" 폼 팩터)이 사용되었습니다. 10TB의 용량을 제공했지만 성능 범주에서는 잘 견디지 못했습니다. M.2 드라이브는 성능 워크로드에 활용되고 있었지만 대부분 열 및 서비스 가능성과 관련하여 제한 사항도 있습니다. Ruler SSD의 초기에는 너무 많은 물리적 크기로 인해 어려움을 겪었습니다.
E1.L에는 용량 저장을 위한 공간이 있지만 긴 눈금자가 제공하는 밀도가 필요한 대규모 배포로 대부분 이관됩니다. 엔터프라이즈를 포함한 대부분의 경우 E1.S는 용량과 성능의 적절한 조합이 될 것입니다. 일반적으로 E1.S는 데이터 센터에서 U.2를 대체할 차세대 SSD 폼 팩터로 선두에 있습니다. 다른 경쟁자가 있지만 E1.S만큼 널리 지원되는 것은 없습니다.
E1.S의 다양한 크기
2019년에는 E1.S 폼 팩터의 다양한 크기가 있었습니다. 크기가 너무 크거나(클라우드 서버에 대한 부동산 문제 발생) 막대한 방열판 요구 사항으로 인해 최고의 성능에 도달할 수 없었습니다. E1.S의 목적은 한 세대 이상 지속되는 것입니다.
궁극적으로 실현된 것은 많은 하이퍼스케일러가 짧은 눈금자를 15mm 크기(U.2와 동일한 z-높이)로 표준화하여 OEM이 쉽게 선택하고 혜택을 받을 수 있도록 하는 계획이었습니다. 이 표준화는 또한 SSD 공급업체가 훨씬 쉽게 작업할 수 있도록 합니다. 여러 개의 짧은 눈금자 솔루션을 만들고 지원하는 대신 이제 추가 크기를 보증하기에 충분한 볼륨을 주문할 수 있는 특정 클라우드 외부에서 단 하나의 폼 팩터에 고정할 수 있습니다.
E1.S의 크기 이점은 매우 중요합니다. 현재 10U 서버 섀시에 2개의 U.1 드라이브만 장착할 수 있습니다. E1.S를 사용하면 서버 설계자는 24U 시스템에 1개의 전면 장착 드라이브를 장착할 수 있습니다. 이 드라이브는 모두 가벼운 ID로 핫스왑이 가능하며 OEM과 하이퍼스케일 모두가 원하는 엔터프라이즈 기능입니다. 궁극적으로 E1.S는 놀라운 성능 프로필을 가진 훨씬 더 밀집된 1U 서버를 허용합니다.
E1.S 사양에는 1가지 크기 옵션이 있지만 모두 동일한 PCB 길이와 커넥터를 사용합니다. 이는 호환성이 문제가 아님을 의미합니다. 버전 간의 유일한 차이점은 방열판 크기이며, 이를 통해 서로 다른 수준의 성능을 출력할 수 있습니다. 예를 들어, 고용량 부팅 드라이브나 일반적인 용도의 SSD를 원하는 조직의 경우 EXNUMX.S는 마더보드에 내장할 수 있는 두 가지 비케이스 버전을 제공합니다. 유일한 단점은 핫 플러그가 쉽지 않고 방열판을 부착하지 않는 한 고성능으로 사용할 수 없다는 것입니다.
25mm 디자인 대 15mm E1.S의 예
다른 세 가지 사양(9.5mm, 15mm 및 25mm)은 보다 까다로운 고성능 사용 사례를 위한 것입니다. 전면 서비스 서버 또는 스토리지 시스템을 위한 9.5mm는 XNUMX가지 중에서 가장 밀도가 높은 솔루션입니다. 작업 강도가 증가함에 따라 온도가 상당히 높아지기 시작합니다.
잠재적인 스로틀링을 방지하려면 이러한 경우 15mm 또는 25mm 변형이 최상의 솔루션입니다. 물론 15mm는 서버 공급업체(및 고객)가 편안하게 느낄 수 있는 z 높이이기 때문에 설계 관점에서 선두를 차지합니다.
E1.S/L이 아직 채택되지 않은 이유는 무엇입니까?
E1 폼 팩터는 새로운 기술이 아닙니다. 지난 몇 년 동안 주변에 있었지만 (Supermicro는 몇 가지 시스템을 출시했습니다. 폼 팩터 지원) 아직 널리 채택되지 않았습니다. 왜 이런거야?
E1.L의 경우 이는 주로 필요에 따라 결정됩니다. 16~32TB SSD를 1개 정도 사서 하나의 시스템에 넣으려는 사람은 많지 않다. 이는 하이퍼스케일 공간에서 확실히 필요하지만 엔터프라이즈 부문의 대다수 조직은 이러한 규모의 것을 사용하지 않으므로 수요를 창출할 필요가 없습니다. E2.L은 하이퍼스케일 중심의 솔루션입니다. 우리는 U.30 SSD에서도 비슷한 채택 부족을 보았습니다. XNUMXTB SKU는 단순히 기업에 판매되지 않았습니다.
오늘날 OEM 공간에는 다양한 시스템 크기가 있습니다. 1U, 2U, 4U, 블레이드 등. 따라서 완전히 새로운 폼 팩터로 이동하려면 많은 인센티브가 있어야 합니다. 예를 들어, 슬롯 비호환성은 기업이 어댑터를 이동하기 위해 어댑터가 필요함을 의미하며 이는 비용 및 관리 측면에서 서버를 실행하는 효과적인 방법이 아닙니다. 예를 들어 델 1.8″ SSD를 하나의 것으로 만들어 보았습니다. 이륙하지 않았습니다. 그러나 클라우드 조직이 더 많은 양의 E1.S 폼 팩터 드라이브를 도입하기 시작함에 따라 가까운 장래에 16TB 이상의 모델), OEM은 새로운 드라이브 기술을 광범위하게 채택하기 시작할 더 많은 동기를 갖게 될 것입니다.
Dell, HPE 등이 이러한 채택에 기여하기 시작했으며, 이는 시장을 파편화하기보다는 통합하는 데 도움이 됩니다. U.2를 넘어서는 데 도움이 될 수 있는 기업에 실제로 적합한 시스템 구성을 보고 놀라지 마십시오.
고맙게도 전면 백플레인은 개발해야 하는 유일한 기본 구성 요소이며 백엔드의 많은 부분이 동일하게 유지되지만 약간 더 많은 전력이 필요할 수 있습니다. E5.S로 이동하기 전에 PCIe Gen1가 업데이트되기를 기다리는 주요 OEM에게도 큰 설계 기회가 있습니다. 미래의 서버 설계는 케이블링의 필요성을 완화할 수 있고 SSD 연결은 보드에 직접 연결될 수 있으므로 서버 설계를 크게 단순화할 수 있습니다.
하지만 기다릴 필요는 없습니다. Viking과 같은 보다 역동적인 시스템 빌더가 이미 이 작업을 수행하고 있습니다. 아래 이미지에서 덮개가 열린 NVMe E1.S 서버의 렌더링을 볼 수 있습니다. 이 경우 SSD는 후면의 트윈 서버에 표시되는 드라이브 플레인에 연결됩니다. 이 디자인은 매우 우아하며 시스템에 케이블이 전혀 없습니다.
E1.S 대 M.2
두 폼 팩터 사이에는 열 보호 기능, 용량 및 사용 편의성이라는 세 가지 중요한 차이점이 있습니다. M.2 동안 하이퍼스케일 데이터 센터에서 사용할 수 있지만 확실히 가장 효과적인 구성 유형은 아닙니다. 원하는 성능에 도달할 수 있도록 온도를 충분히 낮게 유지하려면 어댑터, 방열판 및 열 인터페이스 재료가 모두 필요합니다.
Gen3 M.2 SSD를 사용하면 다음이 필요할 수 있습니다. 캐리어 카드 M.2 드라이브를 시원하게 유지하기 위해 그러나 특정 워크로드에서는 이들 없이도 관리할 수 있습니다. 그러나 Gen4와 Gen5의 출현으로 인해 드라이브 전력량이 크게 증가하여(8W에서 15-20W로), 이는 M.2 드라이브를 수직으로 서로 가까이 쌓을 수 없음을 의미합니다. 각 드라이브에 특정 유형의 방열판을 부착해야 하므로 서버 공간이 문제가 됩니다.
반면 E1.S는 방열판과 열 인터페이스 소재가 내장되어 있어 원하는 성능을 유지하기 위해 추가 개입이 필요하지 않습니다. 이는 온도를 낮추기 위해 성능을 제한할 필요가 없다는 것을 의미하며, 이는 조직이 잠재적인 성능을 최대한 활용하기를 원할 때 매우 중요합니다. 이 기술은 이제 Gen4(CPU, 네트워킹 포트)를 완전히 활용하는 데 사용할 수 있으며 E1.S 15mm 폼 팩터가 이를 처리할 수 있습니다.
드라이브 관리에도 큰 차이가 있습니다. 서버(또는 보드 자체에 내장된 M.2 드라이브)의 캐리어 카드를 교체하려면 시간이 오래 걸리고 귀찮은 프로세스인 경우가 많습니다. 일반적으로 온라인 서비스 가능성이 없으므로 다운타임을 피할 수 없습니다.
먼저 시스템 전원을 끄고 서버 랙에서 완전히 제거해야 합니다. 그런 다음 뒷면에서 카드를 빼내고 M.2 드라이브에서 방열판을 제거하고 새 SSD(열 인터페이스 재료 및 방열판 포함)를 조립하고 슬롯에 다시 추가한 다음 서버를 켜야 합니다. 본질적으로 단일 M.2 드라이브를 교체하기 위해 전체 시스템 설치를 수행하는 것입니다. 하이퍼스케일 공간의 경우 모든 유지 관리가 온라인에서 효율적으로 수행되기를 원합니다. 기업도 이점을 확실히 누릴 수 있습니다.
E1.S 폼 팩터는 간단합니다. 시스템 전면에 장착되기 때문에 간단한 드라이브 교체만큼 쉽습니다. 전면 부팅 또는 캐싱 드라이브(이전에는 시스템 내부에 숨겨져 있었음)를 사용하여 사실상 모든 것을 핫 서비스 가능 상태로 유지할 수도 있습니다.
비용 측면에서 기업은 많은 시간과 비용을 절약할 수 있습니다. 서버 환경이 클수록 밀도 향상으로 인해 E1.S의 이점을 더 많이 누릴 수 있습니다.
E1.S의 미묘한 특징 중 하나는 SSD에 내장된 녹색/황색 LED로, 다른 폼 팩터에는 없는 기능입니다. 또한 래치 메커니즘을 설치하기 위한 장착 위치가 있지만 래치 자체는 소비자가 추가해야 합니다. 흥미롭게도 삼성은 작년에 OCP 스토리지에 도구가 필요 없는 래치를 위한 오픈 소스 옵션을 제안했습니다.
궁극적으로 E1.S는 더 흥미로운 서버 빌드를 허용할 것입니다. 예를 들어, StorageReview 연구소에는 SATA 부팅 드라이브와 트윈 NVMe SSD의 세 드라이브 슬롯만 수용하는 하프 블레이드 모듈로 구성된 Supermicro 시스템이 있습니다. 이는 의도된 워크로드 유형에 적합합니다. 그러나 E1.S를 사용하면 시스템은 현재의 XNUMX개 드라이브 구성에 비해 이 작은 서버 블레이드에 이러한 드라이브를 XNUMX~XNUMX개 쉽게 장착할 수 있습니다. 이는 스토리지 관점에서 수행할 수 있는 작업을 크게 변경할 수 있는 잠재력이 있습니다.
그렇다면 M.2는 죽은 것인가?
논의된 더 큰 주제 중 하나는 M.2 커넥터가 새로운 시스템에서 사라질 것인지 여부였습니다. Jason은 OEM과 기업에 관한 한 확실히 그렇게 될 것이라고 믿습니다. 그리고 생각보다 빨리 광범위한 기반 채택이 18개월 밖에 남지 않을 수 있습니다.
Brian과 Jason의 논의 중에 PCIe Gen5는 OEM 및 데이터 센터를 위한 E1 및 E3 폼 팩터의 변곡점으로 언급되었습니다. 클라이언트 공간과 워크스테이션/하이엔드 데스크톱 시장에서도 이런 일이 일어날지 보는 것도 흥미로울 것입니다. 하지만 이러한 시장에서는 조금 더 복잡하기 때문에 새로운 형태를 완전히 채택하는 데 시간이 조금 더 걸릴 것입니다. 요인.
결론
OCP가 15mm 폼 팩터를 승인한 지 거의 8년이 지났으며 이미 이 사양에 따라 드라이브를 구축하는 15개의 다른 공급업체가 있습니다. 즉, 서비스 가능성에 중점을 두고 IOPS 밀도의 새로운 기준을 설정할 더 많은 고밀도 서버 및 스토리지 시스템을 보게 될 것입니다. 더 구체적으로 Jason은 E1.S 폼 팩터의 25mm 변형이 곧 출시될 PCIe Gen 5 SSD를 사용할 때 1W+ 기능으로 놀라운 성능 수치를 허용할 것이라고 말합니다. 간단히 말해서, 우리는 이 새로운 기술에서 한 세대만 더 서버에 있습니다. 이제 데이터 센터에서 EXNUMX.S를 구현하기 위한 계획에 대해 진지하게 시작할 때입니다.
StorageReview에 참여
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