Brian organiseerde onlangs een podcast met Jason Adrian, de medevoorzitter van het OCP-opslagproject en de hardwareleider bij Azure, waar ze de toekomst van opslagoplossingen bespraken. Het belangrijkste gespreksonderwerp was de veelzijdige E1.S-vormfactor. Op basis van ons gesprek, als je niet enthousiast bent over de belofte van deze technologie, zou je dat waarschijnlijk wel moeten zijn.
Brian organiseerde onlangs een podcast met Jason Adrian, de medevoorzitter van het OCP-opslagproject en de hardwareleider bij Azure, waar ze de toekomst van opslagoplossingen bespraken. Het belangrijkste gespreksonderwerp was de veelzijdige E1.S-vormfactor. Op basis van ons gesprek, als je niet enthousiast bent over de belofte van deze technologie, zou je dat waarschijnlijk wel moeten zijn.
Wat is E1.S?
De E1.S-vormfactor (losjes bekend als "heerser") kwam een paar jaar geleden uit en was voornamelijk bedoeld om hyperscalers enige flexibiliteit te geven met betrekking tot prestaties en dichtheid binnen een kleine (iets groter dan een M.2-schijf) vormfactor. Nu wil het een bredere impact hebben op de reken- en opslagmarkten.
In het begin werd de E1.L (een veel grotere "heerser"-vormfactor) gebruikt. Hoewel het een capaciteit van 10 TB's had, hield het niet goed stand in de prestatiecategorie. M.2-schijven werden gebruikt voor prestatiewerklasten, maar ze hebben ook beperkingen, vooral als het gaat om thermiek en onderhoudsgemak. De begindagen van heerser-SSD's hadden ook last van te veel fysieke afmetingen.
Hoewel E1.L een plaats zal hebben voor capaciteitsopslag, zal het meestal worden verbannen naar zeer grootschalige implementaties die de dichtheid nodig hebben die de lange liniaal biedt. Voor de meeste anderen, inclusief de onderneming, zal E1.S de juiste mix van capaciteit en prestatie zijn. Over het algemeen loopt E1.S voorop als de volgende SSD-vormfactor die U.2 in het datacenter zal vervangen. Er zijn andere kanshebbers, maar geen enkele is geavanceerd met zoveel brede steun als E1.S.
De verschillende maten van E1.S
In 2019 waren er veel verschillende formaten van de E1.S-vormfactor, ze waren ofwel te groot (wat vastgoedproblemen veroorzaakte voor Cloud-servers) of ze konden geen topprestaties leveren vanwege de enorme eisen aan het koellichaam. Het doel van de E1.S is dat hij meer dan één generatie meegaat.
Wat uiteindelijk doorkwam, was een plan van veel hyperscalers om de korte liniaal te standaardiseren op een maat van 15 mm (dezelfde Z-hoogte als U.2), zodat de OEM's gemakkelijk konden oppakken en er ook van konden profiteren. Deze standaardisatie maakt het ook veel gemakkelijker voor de SSD-leveranciers. In plaats van verschillende korte liniaaloplossingen te creëren en te ondersteunen, kunnen ze nu slechts één vormfactor gebruiken, buiten specifieke clouds die voldoende volume kunnen bestellen om extra formaten te rechtvaardigen.
De groottevoordelen van E1.S zijn cruciaal. Momenteel kun je eigenlijk maar 10 U.2-schijven in een 1U-serverchassis plaatsen, zonder naar midplanes of andere heroïsche inspanningen te gaan. Met de E1.S kunnen serverontwerpers 24 aan de voorzijde gemonteerde schijven in een 1U-systeem plaatsen, die allemaal hot-swappable zijn met light ID's, bedrijfsfuncties die zowel OEM als hyperscale willen. Uiteindelijk zorgt E1.S voor een veel dichtere 1U-server met een verbazingwekkend prestatieprofiel.
Hoewel de E1.S-specificatie vijf verschillende grootte-opties biedt, gebruiken ze allemaal dezelfde PCB-lengte en connector. Dit betekent dat compatibiliteit geen probleem is. Het enige verschil tussen de versies is de grootte van het koellichaam, waardoor ze verschillende prestatieniveaus kunnen leveren. Voor organisaties die bijvoorbeeld alleen een opstartschijf met hoge capaciteit of een SSD voor algemeen gebruik willen, heeft de E1.S twee versies zonder behuizing die op het moederbord kunnen worden ingebed. Het enige nadeel is dat ze niet gemakkelijk hot-pluggable zijn en niet kunnen worden gebruikt voor hoge prestaties, tenzij u een koellichaam bevestigt.
Een voorbeeld van het 25 mm-ontwerp versus de 15 mm E1.S
De andere drie specificaties (9.5 mm, 15 mm en 25 mm) zijn bedoeld voor de meer veeleisende en krachtige use-cases. De 9.5 mm, die bedoeld is voor een frontserviceserver of opslagsysteem, is de oplossing met de hoogste dichtheid van de drie; hoewel de temperaturen een keer behoorlijk hoog zullen oplopen naarmate de werkdruk toeneemt.
Om mogelijke throttling te voorkomen, zijn varianten van 15 of 25 mm in deze gevallen de beste oplossing. En natuurlijk neemt 15 mm het voortouw vanuit een ontwerpstandpunt, want dat is een server met z-hoogte waar leveranciers (en klanten) zich prettig bij voelen.
Waarom is E1.S/L nog niet goedgekeurd?
De E1-vormfactor is geen nieuwe technologie. Ook al bestaat het al een paar jaar (Supermicro heeft een aantal systemen uitgebracht met ondersteuning voor de vormfactor), is het nog steeds niet algemeen aanvaard. Waarom is dit?
Voor E1.L komt dit vooral neer op behoefte. Er zijn niet veel mensen die ongeveer twintig SSD's van 16-32 TB willen kopen en deze in één systeem willen plaatsen. Hoewel dit zeker nodig is in de hyperscale-ruimte, heeft de overgrote meerderheid van de organisaties in de enterprise-sector geen behoefte aan iets van deze schaal, dus het is niet echt nodig om vraag te creëren. E1.L is een hyperscale-centrische oplossing. We zagen een soortgelijk gebrek aan acceptatie, zelfs met U.2 SSD's, de SKU's van 30 TB werden gewoon niet verkocht aan de onderneming.
Tegenwoordig heeft de OEM-ruimte een reeks verschillende systeemgroottes; 1U, 2U, 4U, blades en meer. Er zal dus veel stimulans moeten zijn om naar een geheel nieuwe vormfactor te verhuizen. Incompatibiliteit met slots betekent bijvoorbeeld dat bedrijven adapters nodig hebben om ze te verplaatsen, wat geen effectieve manier is om een server te runnen, zowel qua kosten als qua beheer. Bijvoorbeeld Dell geprobeerd om van 1.8″ SSD's iets te maken, die nooit van de grond kwam. Naarmate cloudorganisaties echter meer E1.S-vormfactorschijven binnenhalen (die zullen bestaan uit 16TB-modellen en hoger in de nabije toekomst), zullen OEM's waarschijnlijk meer gemotiveerd zijn om de nieuwe aandrijftechnologie breed toe te passen.
Dell, HPE en anderen beginnen bij te dragen aan deze acceptatie, wat helpt om de markt te verenigen in plaats van te fragmenteren. Wees niet verbaasd om systeemconfiguraties te zien die echt logisch zijn voor ondernemingen, waardoor ze verder kunnen kijken dan alleen U.2.
Gelukkig is de naar voren gerichte backplane het enige primaire onderdeel dat moet worden ontwikkeld, aangezien veel in de backend hetzelfde zal blijven, hoewel er misschien wat meer kracht nodig is. Er is ook een grote ontwerpkans voor grote OEM's die wachten tot een PCIe Gen5 is vernieuwd voordat ze naar E1.S verhuizen. Toekomstige serverontwerpen kunnen de behoefte aan bekabeling verminderen, SSD-verbindingen kunnen rechtstreeks op het bord worden aangesloten, zodat het serverontwerp aanzienlijk kan worden vereenvoudigd.
U hoeft echter niet te wachten, meer dynamische systeembouwers zoals Viking doen dit al. In de onderstaande afbeelding ziet u een weergave van hun NVMe E1.S-server met het deksel eraf. De SSD's maken in dit geval verbinding met een schijfvlak, dat zich presenteert aan de dubbele servers achterin. Dit ontwerp is zeer elegant, er zit helemaal geen enkele kabel in het systeem.
E1.S versus M.2
Er zijn drie belangrijke verschillen tussen de twee vormfactoren: thermische beschermingsmogelijkheden, capaciteit en gebruiksgemak. Terwijl M.2 blikje worden gebruikt in hyperscale datacenters, is het zeker niet het meest effectieve type configuratie. Adapters, koellichamen en materialen voor thermische interfaces zijn allemaal nodig om de temperatuur laag genoeg te houden zodat ze de gewenste prestaties kunnen leveren.
Met Gen3 M.2 SSD's hebt u waarschijnlijk een vervoerder kaart om M.2-schijven koel te houden; het is echter beheersbaar zonder hen in bepaalde werklasten. Maar met Gen4 en de uiteindelijke opkomst van Gen5 neemt het wattage van de drive aanzienlijk toe (van 8W helemaal tot 15-20W), wat betekent dat je M.2-drives niet zomaar verticaal op elkaar kunt stapelen. U moet beslist een soort koellichaam op elke schijf aansluiten, waardoor serverruimte een probleem wordt.
E1.S daarentegen heeft een ingebouwd koellichaam en thermisch interfacemateriaal, zodat er geen extra tussenkomst nodig is om de gewenste prestaties te behouden. Dit betekent dat het niet hoeft te worden afgeremd voor prestaties om de temperatuur laag te houden, wat uiterst belangrijk is omdat organisaties ten volle willen profiteren van potentiële prestaties. De technologie is nu beschikbaar om Gen4 (CPU's, netwerkpoorten) volledig te benutten, en de E1.S 15 mm-vormfactor kan dit aan.
Er is ook een enorm verschil in schijfbeheer. Het vervangen van carrierkaarten in uw server (of een M.2-schijf die op het bord zelf is ingebed), is vaak een lang en vervelend proces. Er is over het algemeen geen online onderhoud, wat betekent dat downtime niet kan worden vermeden.
Eerst moet u het systeem uitschakelen en volledig uit het serverrack verwijderen. Je moet dan de kaart aan de achterkant eruit trekken, de heatsink uit de M.2-drive halen, de nieuwe SSD (inclusief thermisch interfacemateriaal en de heatsink) in elkaar zetten, terug in het slot plaatsen en de server aanzetten. U voert in wezen een volledige systeeminstallatie uit om eenvoudigweg een enkele M.2-schijf te verwisselen. Voor de hyperscale ruimte willen ze dat al het onderhoud efficiënt en online wordt gedaan. Ook ondernemingen kunnen hier zeker hun voordeel mee doen.
De E1.S-vormfactor maakt het eenvoudig: omdat ze aan de voorkant van het systeem zijn gemonteerd, is het net zo eenvoudig als een simpele schijfwissel. U kunt zelfs een naar voren gerichte opstart- of cachingschijf hebben (die voorheen in het systeem was weggestopt) om vrijwel alles warm te houden.
Vanuit kostenoogpunt kunnen bedrijven veel tijd en geld besparen. Hoe groter uw serveromgeving is, hoe meer u waarschijnlijk zult profiteren van E1.S vanwege de enorme dichtheidsverbeteringen.
Een van de meer genuanceerde kenmerken van de E1.S zijn de groen/oranje LED's die in de SSD zijn ingebouwd, iets dat ontbrak in sommige andere vormfactoren. Het beschikt ook over een montagelocatie om een vergrendelingsmechanisme te installeren, hoewel de vergrendeling zelf door de consument moet worden toegevoegd. Interessant genoeg heeft Samsung vorig jaar een open-sourceoptie voorgesteld voor een gereedschapsloze vergrendeling voor OCP-opslag.
Uiteindelijk zal E1.S interessantere serverbuilds mogelijk maken. We hebben bijvoorbeeld een Supermicro-systeem in het StorageReview-lab dat bestaat uit half-blade modules die slechts drie schijfsleuven bevatten: een SATA-opstartschijf en dubbele NVMe SSD's. Dit is prima voor het soort workloads waarvoor het bedoeld is; met E1.S zou het systeem echter gemakkelijk zes tot acht van deze schijven in deze kleine serverblade kunnen passen in vergelijking met de huidige build met drie schijven. Dit heeft het potentieel om drastisch te veranderen wat u kunt doen vanuit het oogpunt van opslag.
Dus dan, is M.2 dood?
Een van de grotere onderwerpen die werden besproken, was of de M.2-connector al dan niet uit nieuwe systemen zal verdwijnen. Jason is van mening dat dit, wat OEM en ondernemingen betreft, zeker het geval zal zijn. En sneller dan je zou denken, is brede acceptatie misschien nog maar 18 maanden verwijderd.
Tijdens de bespreking van Brian en Jason werd PCIe Gen5 genoemd als het buigpunt met zowel E1- als E3-vormfactoren voor OEM en datacenters. Het zal ook interessant zijn om te zien of dit ook zal gebeuren in de klantenruimte en de markt voor werkstations/high-end desktops, hoewel het voor deze markten wat ingewikkelder is, dus het zal waarschijnlijk wat langer duren om de nieuwe vorm volledig te adopteren factor.
Conclusie
Het is bijna twee jaar geleden dat OCP de 15 mm-vormfactor heeft geratificeerd en er zijn al 8 verschillende leveranciers die schijven bouwen volgens deze specificatie. Dit betekent dat u meer high-density servers en opslagsystemen zult zien die nieuwe maatstaven zullen zetten in IOPS-dichtheid met een enorme focus op onderhoudbaarheid. Meer specifiek zegt Jason dat de 15 mm-variant van de E1.S-vormfactor een aantal ongelooflijke prestatiecijfers mogelijk zal maken met zijn 25 W + -mogelijkheden bij gebruik van de aankomende PCIe Gen 5 SSD's. Simpel gezegd, we zijn nog maar één servergeneratie verwijderd van deze nieuwe technologie. Dit is het moment om serieus aan de slag te gaan met het plannen van de implementatie van E1.S in uw datacenter.
Neem contact op met StorageReview
Nieuwsbrief | YouTube | LinkedIn | Instagram | Twitter | Facebook | TikTok | RSS Feed
