Kompresja danych, a wydajność

Doświadczenie jest fajne, ale może prowadzić do rutyny, a to nie jest dobre. Myślenie się wyłącza, umysł się rozleniwia, robimy i mówimy cały czas to samo i w ten sam sposób. Warunki tymczasem zmieniają się i trzeba się do nich ciągle dostosowywać. Już kiedyś o tym pisałem tłumacząc się z mojego naiwnego tłumaczenia wyższości RAID10 nad RAID5. Jak widać sam się za dużo nie nauczyłem, bo oto kolejny raz wpadłem w pułapkę rutyny. Tym razem sprawa dotyczy tytułowej kompresji danych.

Kiedyś sprawa była prosta. Kompresja to ciężki proces, mocno angażujący procesor. Co prawda można dzięki niej upakować więcej danych na mniejszej przestrzeni, ale powoduje to znaczny spadek wydajności. Determinowało to przeznaczenie tej funkcji gdzieś w okolicach archiwizacji i backupu. Takie właśnie miałem podejście do tego tematu jeszcze w zeszły piątek, z rana. Potem poszedłem na warsztaty Oracle z migracji do wersji 11 i już na pierwszym wykładzie dotarło do mnie jak bardzo się mylę.

Sesję prowadził pan Piotr K., a jej tematem były nowe funkcje jedenastki, w tym Oracle Advanced Compression. Mechanizm ten pozwala na kompresję obiektów strukturalnych (tabele w relacjach) na poziomie bloku bazy danych. Dzięki temu można znacznie zredukować zapotrzebowanie na pamięć masową - co jest jasne. Dodatkowo jednak baza generuje mniej operacji i/o (w spakowanym bloku jest przecież więcej danych). To też jest oczywiste, ale dotarło do mnie po raz pierwszy. Świadomość tego faktu spowodowała, że nie zaprzeczyłem gdy pan Piotr stwierdził, że mechanizm ten może również pozytywnie wpłynąć na wydajność bazy danych. Przecież procesory są coraz szybsze i muszą czekać na wolne dyski. Okazuje się, że często dla wydajności całego systemu zysk w postaci mniejszej liczby operacji i/o jest większy niż strata związana z wykonywaniem kompresji.

Kompresję jako mechanizm zwiększający wydajność storage wykorzystują też nowe kontrolery SSD firmy SandForce. Używają one do tego dedykowanego procesora. Wspominałem o tym w zeszłym miesiącu, ale bez zrozumienia tematu. Teraz zastanawiam się, czy niedługo nie pojawią się macierze z taką funkcjonalnością. A może dyski twarde? Myślę, że to będzie nowy trend.

Phase Change Memory (PCM)

Intel razem z firmą Numonyx pracują nad nową technologią kości pamięci - Phase Change Memory.

Materiał z którego zbudowane są komórki tego układu może przyjmować dwa stany - krystaliczny lub nieustalony, co dla komputera oznacza oczywiście 0 lub 1. Najważniejsze jest to, że stan komórek utrzymuje się po odłączeniu zasilania! Można więc budować z tej pamięci rozwiązania SSD. W odróżnieniu od Flash zmiana wartości komórki nie wymaga:

• wysokiego napięcia
• uprzedniego kasowania poprzedniego statu
• nadpisania całego bloku bloku (erase segment)

Przekłada się to na na zdecydowanie lepszą wydajność, dłuższą żywotność komórek i "zieloność".

Wczoraj został zaprezentowany testowy egzemplarz PCM, zbudowany w technologii wielowarstwowej. Ma on stosunkowo niewielką pojemność 64Mb. Twórcy tej technologii przekonują jednak , że potencjał jest duży. Czekamy.

Hard Rectangular Drive™

Kilka miesięcy temu w HBR czytałem artykuł pod tytułem "Strzeż się ostatniego tchnienia starych technologii". Myślą przewodnią tego tekstu jest to, że kiedy na rynku pojawia się nowa technologia to wydajność starej gwałtownie się poprawia. Wydaje się, że ta prawidłowość dotyczy również pamięci masowych.

Wszyscy zachwycają się SSD (ja też) i niemal pogrzebali już dyski magnetyczne. Tymczasem stara technologia zaczyna się bronić. Oto brytyjska firma DataSlide przedstawiła dzisiaj projekt nowej konstrukcji urządzenia pamięci masowej -Hard Rectangular Drive. Okazuje się, że rozwiązanie to do przechowywania danych używa tego samego materiału z jakiego tworzy się talerze do twardych dysków. Różnica jest jednak taka, że jest on w kształcie prostokąta i się nie kręci. Poza tym, urządzenie to ma nie jedną, a 64 głowice, które jednocześnie potrafią wykonywać operacje zapisu/odczytu.

Imponujące są przewidywane osiągi HRD - 160 000 losowych IOPS i 500 MB/s transferu. Brak elementów ruchomych zmniejsza opóźnienia oraz zwiększa niezawodność i "zieloność" urządzenia. Trwałość jest dużo większa niż w przypadku kości Flash i nie ma problemu z wolniejszymi zapisami. Same pozytywy. Pozostaje tylko czekać na gotowy produkt. Kiedy się pojawi? - brak informacji.

PRAM - przyszłość SSD?

Samsung zapowiada na lipiec rozpoczęcie masowej produkcji nowego rodzaju kości pamięci. PRAM, bo tak się nazywa, podobnie jak pamięci Flash nie wymaga prądu do utrzymania stanu komórek pamięci. W nowej technologi ulepszono mechanizm zapisu. Nie wymaga on, tak jak w przypadku pamięci Flash uprzedniego wymazania poprzedniej zawartości komórki. Samsung obiecuje 30x lepszą wydajność i 10x dłuższą żywotność PRAM w stosunku do Flash.

Na początku można się spodziewać nowej pamięci w urządzeniach typu kamery, telefony, karty pamięci. Nie ma jeszcze informacji o SSD z tą technologią. Jednak nie da się nie zauważyć, że PRAM, przynajmniej na pierwszy rzut oka, idealnie się do tego nadaje.