El formato se convierte en el factor decisivo

• Por Frederik Haak, Gerente Senior de Marketing para la comercialización de productos SSD en KIOXIA Europe.

Debido a una necesidad cada vez mayor de los datos y el rendimiento de numerosas aplicaciones, la demanda de medios de almacenamiento sigue creciendo. Los diseños de las unidades SSD actuales no podrán cumplir estas demandas a largo plazo. Es por ello que el diseño estándar de Enterprise & Data Center (EDSFF) permite una mayor densidad de almacenamiento, un mejor rendimiento y una refrigeración más eficiente.

El triunfo de las unidades SSD comenzó hace unos 15 años con unidades en formato de 2,5 pulgadas que permitían su instalación en las bahías de unidades de sistemas de TI existentes. En aquel momento era necesario simplemente para que la nueva clase de almacenamiento fuera aceptada y ganara cuota de mercado. Desde luego, el diseño no era el ideal, ya que los componentes del flash no podían ser dispuestos y enfriados de manera óptima en las carcasas. Además, las unidades SSD agotaron por completo la velocidad de la interfaz SATA utilizada por las unidades de 2,5 pulgadas, hasta el punto de que incluso el entonces nuevo SATA III alcanzó rápidamente sus límites.

Para permitir que las unidades SSD sacaran partido realmente de la ventaja de rendimiento del flash NAND, se desarrolló NMVe para la conexión directa de los medios de almacenamiento a la CPU a través de PCIe. Pronto llegaron al mercado nuevos diseños como el U.2, que está orientado hacia el formato de 2,5 pulgadas, y las especificaciones más compactas mSATA y M.2. A fin de crear un estándar uniforme para las unidades SSD en los sistemas de servidor y almacenamiento que eliminara las debilidades de los formatos anteriores e hiciera que las unidades SSD fueran adecuadas para los requisitos futuros, la Asociación de la Industria de la Red de Almacenamiento (SNIA) finalmente desarrolló el Diseño Estándar para Centros de Datos y Empresas (EDSFF).

Un estándar, muchos tamaños

EDSFF reconoce diferentes tamaños para que las diferentes capacidades de almacenamiento SSD se puedan implementar fácilmente y el espacio en los servidores y las matrices de almacenamiento se utilicen de manera óptima. La versión más pequeña mide 111,49 x 31,5 milímetros (L x W) y se llama E1.S, donde la S significa «corto». Se basa en el diseño M.2, que, sin embargo, no admite conexiones en caliente y es propenso al sobrecalentamiento. E1.S resuelve estos problemas y también puede acomodar más dispositivos flash debido a su diseño ligeramente más amplio, que permite mayores capacidades. Con 318,75 x 38,4 milímetros, también existe una versión más larga, llamada E1.L o E1.Long, que llega más lejos en los recintos del sistema y ofrece aún más espacio para los componentes de memoria.

Además, EDSFF especifica la altura de las unidades SSD: dependiendo de los requisitos, existen versiones como un PCB sin carcasa o con disipadores térmicos de diferentes alturas integrados en una carcasa. Las alturas varían desde los 5,9 milímetros de la versión PCB hasta los 25 milímetros de la versión con un disipador térmico grande, lo que permite un alto rendimiento.

El «1» en el nombre de la variante E1 representa el ancho de una unidad de altura, lo que permite que las unidades SSD E1 se integren verticalmente en servidores 1HE. Esta disposición permite que los servidores de almacenamiento puedan albergar un número elevado de unidades SSD a la vez que ofrece una alta densidad de almacenamiento. Las capacidades en el rango de petabytes son posibles, lo que garantiza una utilización muy eficiente del espacio disponible en el rack.

El E3.S con 104,9 x 76 milímetros y el E3.L con 142,2 x 76 milímetros son considerablemente más anchos que las unidades SSD E1. El «3» en el nombre representa el ancho de 3 pulgadas (76 milímetros). Es muy probable que estas unidades SSD se perciban como los sucesores del diseño U.2 y de 2,5 pulgadas y se utilizarán en los sistemas de servidor y almacenamiento en el futuro.

La alta densidad de memoria implica bajos costes operativos

Debido a la alta densidad de almacenamiento, las empresas pueden trabajar con menos sistemas, lo que no solo ahorra espacio en el rack, sino que además reduce considerablemente los costes de mantenimiento y administración. Básicamente, los administradores ahora tienen que conectar, monitorizar y administrar menos sistemas a la vez.

Además, se producen ahorros derivados del menor consumo de energía y de los requisitos de refrigeración que se asocian a un menor número de servidores o matrices de almacenamiento.
Debido a la reducida cantidad de espacio requerido en la parte anterior del servidor, los sistemas de borde también se benefician de las unidades SSD EDSFF, ya que estas suelen tener todas las conexiones en la parte anterior del sistema para permitir un fácil acceso. Además, el funcionamiento eficiente a nivel energético de las unidades SSD EDSFF es particularmente importante para los sistemas de borde.

Un mayor rendimiento requiere una refrigeración más eficiente

EDSFF utiliza conectores SFF-TA-1002 y soporta cuatro, ocho y 16 carriles PCIe. El conector garantiza la integridad de la señal requerida para que las unidades SSD EDSFF puedan soportar futuras velocidades de transferencia PCIe. Además, la conexión garantiza un mayor consumo de energía que con las unidades SSD del estándar U.2, lo que es necesario para lograr altas tasas de transferencia. Las unidades SSD U.2 están calificadas para un máximo de 25 vatios, mientras que E1.L puede operar hasta 40 vatios y E3.L hasta 70 vatios. Esto puede no ser relevante aún para PCIe Gen 4, pero para PCIe Gen 5 y generaciones posteriores, se necesita el nuevo conector para aprovechar el aumento del ancho de banda. Las unidades SSD de hasta la quinta generación del estándar de transferencia PCIe todavía pueden desarrollarse en formato U.2, pero más allá de eso no será posible alcanzar la integridad de la señal a través del conector U.2, ni será posible transportar la potencia necesaria para operar la unidad SSD.

En las TI, el alto rendimiento siempre acompaña el aumento de los requisitos de refrigeración. Sin embargo, a diferencia de las unidades de 2,5 pulgadas, el flujo de aire de enfriamiento alcanza de manera óptima los componentes flash de las unidades SSD EDSFF. Esto permite que el calor residual se disipe mejor, lo que significa que se puede reducir la potencia de refrigeración en comparación con las unidades SSD de 2,5 pulgadas. Como ya se ha mencionado, EDSFF también proporciona a las unidades SSD disipadores térmicos, por lo que los fabricantes pueden satisfacer individualmente los requisitos del almacenamiento respectivo. Sin embargo, E1.L con hasta 40 vatios y E3.L con hasta 70 vatios son ligeramente más gruesos que E1.L con hasta 25 vatios (18 frente a 9,5 milímetros) y E3.L con 40 vatios (16,8 frente a 7,5 milímetros) debido a los calentadores adicionales. Por lo tanto, en áreas donde se requiere un rendimiento máximo absoluto, no es posible alcanzar densidades de memoria tan elevadas. Las empresas, por su parte, cuentan con una amplia selección de unidad SSD, por lo que pueden elegir los modelos que mejor se adapten a sus necesidades de capacidad de almacenamiento y rendimiento, y que se ajusten a sus presupuestos de energía de servidores y racks.

Aumenta la demanda de sistemas que cuentan con el apoyo del FEDS

Las unidades SSD EDSFF siguen representando solo una pequeña parte del mercado de las unidades SSD, en parte debido a la renuencia de los fabricantes de servidores a desarrollar diseños de servidores correspondientes. Los hyperscalers ya están mucho más avanzados en este sentido, y muchos fabricantes de almacenamiento, anfitriones y proveedores de servicios también están trabajando en plataformas que tienen en cuenta el estándar EDSFF. En cualquier caso, la demanda de los sistemas y de las unidades SSD de EDSFF está aumentando considerablemente en la actualidad, y muchas empresas se han dado cuenta de que en el futuro sólo podrán satisfacer las crecientes exigencias de sus aplicaciones para el suministro rápido de grandes cantidades de datos con EDSFF. Por lo tanto, el diseño se convertirá en el parámetro decisivo para las unidades SSD y el EDSFF se convertirá en casi indispensable a medio plazo.