صنعت ذخیره سازی روز به روز فناوری های جدیدی به هاردهای SSD (درایوهای حالت جامد) اضافه می کند تا چگالی ذخیره، انعطاف پذیری و عملکرد آنها را برای دیتاسنترهای کارآمد را افزایش دهد. پیدایش فناوری PCIE 5.0 به عنوان یک رابط اس اس دی، نقطه شروع انتقال استانداردهای فرم فاکتور (form-factor) جدید طراحی شده برای نسل های آینده SSD است.
سرور ذخیره سازی EDSFF مجموعه جدیدی از فرم فاکتور را ایجاد می کند که تقریبا شبیه حافظه فلش NAND طراحی شده اند. این فرم فاکتور در مقایسه با فرم فاکتورهای موجود، مزیت های بسیاری دارد. ترکیب رابطه PCIE 5.0 و فرم فاکتورهای E3 مشخص شده در اس اس دی EDSFF برای فعال کردن سرورهایی با چگالی بالاتر، بهینه سازی خطوط CPU و PCLE و عملکرد فوق العاده بالای آن برای دیتاسنترهای آینده طراحی شده است.
در ادامه توضیحات کامل و جامع تری در رابطه با مشخصات سرور ذخیره سازی EDSFF و مزیت های آن ارائه می دهیم.
فرم فاکتور EDSFF چیست؟
EDSFF مخفف عبارت Enterprise & Data Center SSD Form Factor و به معنی فرم فاکتور اس اس دی دیتاسنتر و سازمان است. این سرور ذخیره سازی در حقیقت شکل جدیدی از هارد SSD می باشد که نخستین بار توسط سازمان وابسته به فناوری SNIA SFF به منظور پایان دادن به دغدغه های مربوط به ذخیره سازی مرکز داده ها، طراحی شد.
در حال حاضر، فرم فکتورهای SSD M.2 و SSD M.2.5 اینچی به عنوان رابط استاندارد غالب برای درایوهای حالت جامد استفاده می شوند. اما نیاز به راه حل های ذخیره سازی با کارایی بالا در برخی شرکتها و مراکز اطلاعاتی تقاضا برای ظرفیت های ذخیره سازی بالاتر، راه حل حرارتی، پشتیبانی از هات پلاگ و بهینه سازی مصرف انرژی برای SSDها را به شدت افزایش داده است. اس اس دی EDSFF در واقع، برای پاسخ به این نیازها توسعه داده شده است.
درایو EDSFF برای استانداردسازی و بهینه سازی سخت افزار SSD NVM Express (NVMe) طراحی شده است. کانکتور اتصال در EDSFF تنها قابلیت پشتیبانی از سیگنال های Pcle را دارد. بنابراین، این کانکتور فقط با اس ای دی ها و nvme کار می کند و درایوهای SAS و SATA مناسب این کانکتور نمی باشند.
یکپارچگی سیگنال بهتر و قابلیت ارائه قدرت بیشتر به SSD به منظور افزایش عملکرد از مزایای EDSFF می باشد. سرور ذخیره سازی EDSFF در حقیقت، برای تمامی سیستم ها یک رابط استاندارد تعریف می کند تا اتصال دستگاه های مختلف در یک محیط رک به راحتی امکان پذیر باشد.
DESFF همچنین خنک کنندگی کل سیستم را به میزان چشمگیری بهبود می بخشد. صفحه پشتی EDSFF صاف و افقی قرار می گیرد. این ویژگی مانع مسدود شدن جریان هوا و در نهایت خنک کردن بهتر SSDها می گردد.
انواع اس اس دی EDSFF
اس‌اس‌دی‌های EDSFF (Enterprise and Datacenter Storage Form Factor) به عنوان یکی از جدیدترین استانداردهای ذخیره‌سازی، ارائه‌ای متفاوت و نوآورانه را برای سیستم‌های ذخیره‌سازی فراهم می‌کنند. این استانداردها، با ارائه‌ی انعطاف‌پذیری بالا در اندازه و طراحی، به شرکتها اجازه می‌دهند تا بهینه‌سازی بیشتری در فضای فیزیکی و نصب دستگاه‌های ذخیره‌سازی خود داشته باشند. با اندازه‌ها و ابعاد مختلفی که شامل E1.S و E1.L می‌شوند، این استانداردها انتخاب‌های متنوعی را برای محیط‌های کاری مختلف فراهم می‌کنند. همچنین، اس‌اس‌دی‌های EDSFF با ارائه‌ی قابلیت‌های متعددی از جمله پشتیبانی از تکنولوژی‌های NVMe و PCIe، سرعت بالا، کاهش تاخیرها و مصرف انرژی کمتر، به عنوان گزینهی مطلوبی برای سیستم‌های ذخیره‌سازی و سرورهای پیشرفته در محیط‌های ابری و مراکز داده محسوب می‌شوند.
فرم فاکتور EDSFF E1
فرم فاکتور E1 در مقایسه با فرم فاکتورهای M.2 مدیریت حرارتی بهتری ارائه می دهد و با استفاده از اتصال EDSFF نرخ های داده بالاتری را فراهم می آورد. این مدل همچنین، نسبت به M.2 توان بیشتری را ارائه می دهد و در شاسی 1U امکان ذخیره سازی با چگالی بالاتر را فراهم می آورد.
E1.S و E1.L دو خانواده بزرگ فرم فاکتورها برای E1 هستند. L مخفف Long به معنی بزرگ و S مخفف Short به معنی کوتاه است. اگرچه فرم فاکتور E1.S در آینده محبوب تر خواهد بود. اما از آنجاییکه E1.L در روزهای نخستین یک نیروی محرکه به شمار می رفت، ابتدا به بررسی آن می پردازیم.
فرم فاکتور EDSFF E1.L
فرم فاکتور E1.L اغلب به عنوان “خط کش” فرم فاکتور SSD شناخته می شود. طول فرم فاکتور E1.L تقریبا سه برابر E1.S می باشد. ایده اولیه این بود که یک درایو 1U طولانی تر بتواند بسته های NAND بیشتری را در خود جای دهد و سطح بیشتری را برای خنک سازی فراهم سازد و در نتیجه درایوهای بزرگتری را امکان پذیر کند. با درایوهای کلاس 32 ترابایتی که در سالهای گذشته عرضه شده اند، در حال حاضر فرم فاکتور E1.L یک راه حل ذخیره سازی ~1PB/U است.
اما نقطه ضعف EDSFF E1.L این است که خیلی طولانی می باشد. برای بسیاری از سرورها داشتن یک SSD طولانی مانند این (318.75 میلی متر یا ~ 12.5 اینچ) یک چالش است. اغلب سرورها در محدوده 30 تا 36 اینچی هستند. بنابراین، یک اس اس دی با این طول، یک سومِ (یا حتی بیشتر) عمق سرورهایی که در رک های استاندارد قرار می گیرند را اشغال می کند.
EDSFF E1.L دارای دو عرض 9.5 میلیمتر و 18 میلیمتر است که به ترتیب حداکثر 25 یا 40 وات را می دهد. این در واقع، مسئله مهمی است زیرا حتی درایوهای 32 در جلوی یک سیستمی که از 25 وات استفاده می کند، هر کدام 800 وات انرژی مصرف می کنند.
همچنین بخوانید:معرفی کامل هارد سرور
فرم فاکتور EDSFF E1.S
E1.S بهترین گزینهی انتقال EDSFF است. این فرم فاکتور طول را با عرض معامله می کند. E1.S دارای 5 گزینه عرض است که PCB یکسانی دارند. دستگاه 5.9 میلیمری بیشتر شبیه چیزی است که برای یک درایو استاندارد M.2 بدون خنک کننده واقعی روی دستگاه می بینیم.
پخش کننده حرارت 8.01 میلیمتری به اندازه کافی بزرگ نیست تا خنک کننده کافی برای اس اس دی های PCIE Gen5 را فراهم کند. بنابراین، سه گزینهی اصلی که در اختیار داریم اس اس دی های 9.5 میلیمتری، 15 میلیمتری و 25 میلیمتری می باشد.
در رابطه با فرم فاکتور E1.S 9.5 میلیمتری، یک درایو بسیار نازک به دست می آید. بنابراین، می توان اس اس دی ها را به صورت فشرده در یک شاسی بسته بندی کرد.
درایوهای E1.S به صورتی طراحی شده اند که می توان آنها را به صورت عمودی در یک شاسی 1U قرار دارد و از درایوهای U.2/U.3/2.5 اینچی نازکتر هستند. بنابراین، امکان اتصال درایورهای بیشتر به یک سرور وجود دارد.
این فرم فاکتور با بهبود انعطاف پذیری، چگالی ذخیره سازی، مقیاس بندی مدولار، قابلیت سرویس دهی و خنک سازی کارآمدتر برای سرورها و سیستم های ذخیره سازی در دیتاسنترها طراحی شده است.
فرم فاکتور EDSFF E3
E3 دارای چهار نوع .E3.L، E3.S، E3.S 2T و E3.L 2T است که هر کدام طول، عرض و قدرت متفاوتی دارند. این مدل ها ابعاد یکسانی دارند و برای پلتفرم های 1U و 2U طراحی شده اند. همچنین، ظرفیت ذخیره سازی با حداکثر توان 80 وات را دارند.
فرم فاکتور E3 به دلیل قابلیت نگهداری تعداد زیاد دستگاه، بهینه سازی عملکرد سیستم ذخیره سازی، ابعاد مکانیکی متعدد، افزایش جریان هوای کلی سیستم مورد توجه بسیاری از طراحان سیستم قرار گرفته است.
EDSFF E1 یا EDSFF E3 ؟ کدام بهتر است؟
بررسی دقیق مشخصات فرم فاکتورهای E1 و E3 مطمئن ترین روش برای انتخاب درایو مناسب است. E1 و E3 هر دو از کانکتورهای قدرتمند EDSFF که سرعت بالای اطلاعات را فراهم می آورد، استفاده می کنند. با این حال، اس اس دی های E1 در شاسی 1U چگالی ذخیره سازی بالاتر و مدیریت حرارتی بهتری را فراهم می آورند. SSD های E3 قابلیت استفاده از 16 خط PCLe با حداکثر پروفایل قدرت 70 وات را دارند. همچنین، فرم فاکتور E3.L 2T در مقایسه با ضریب فرم 2.5 اینچی می توانند ظرفیتی در حدود 2 برابر ایجاد کنند. این در حالی است که، ضریب فرم E1 در مقایسه با M.2 اتلاف حرارتی بهتر و توان بالاتری را ارائه می دهد.
| ویژگی‌ها | EDSFF E1 | EDSFF E3 |
|---|---|---|
| اندازه | 111.5×70.15×14.5mm | 69.85×100.45×14.5mm |
| ظرفیت حافظه | تا 16 ترابایت | تا 30 ترابایت |
| پشتیبانی از NVMe | بله | بله |
| پشتیبانی از PCIe | بله | بله |
| سرعت انتقال داده | تا 16GT/s | تا 32GT/s |
| کاربردهای معمول | کاربردهای کوچکتر و تازه وارد شده در مراکز داده و ابری | کاربردهای متوسط و بزرگتر در سرورها و مراکز داده |
با توجه به این مقایسه، استفاده از EDSFF E3 به نظر می‌رسد مناسب‌تر باشد اگر نیاز به ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتر، سرعت انتقال داده بیشتر و کاربردهایی متوسط و بزرگتر دارید. اما اگر نیاز به استفاده در کاربردهای کوچکتر و تازه وارد شده در مراکز داده و ابری دارید، EDSFF E1 ممکن است گزینهی بهتری باشد.
فاکتورهای مهم طراحی EDSFF
برای طراحی بهینه یک فرم فاکتور جدید، علاوه بر در نظر گرفتن نیازهای خود و محدودیت های درایو 2.5 اینچی و M.2، می بایست برخی از موارد زیر را در نظر داشته باشید.
- ظرفیت: منظور از ظرفیت پهنای محفظه ای است که فضای مورد نیاز برای چیپ های فلش مموری را فراهم می کند.
- قابلیت های حرارتی: منظور از قابلیت های حرارتی، امکاناتی است که از طریق آنها بتوان امکان ادامه فعالیت را در محیط های با دمای شدید سرور فراهم کرد. استفاده از هیت سینک های بزرگتر حجم جریان هوا را به طور موثر کاهش می دهد و از این طریق می توان اس اس دی ها را خنک کرد یا باعث مصرف انرژی بالاتر در همان حجم جریان هوا شد.
- نسل های PCLe: کانکتورهای EDSFF قابلیت پشتیبانی از نسل 5 و 6 PCLe و بالاتر را دارند.
- قابلیت سرویس دهی فیزیکی: درایوهای HOT PLUG بدون نیاز به خاموش کردن کل سرور
- عرض پیوند: پهنای پیوند اتصال میزبان چندگانه باید از دستگاه های مختلف با عرض پیوند تا اتصالات PCLe x16 پشتیبانی کند.
- تشخیص حضور: توانایی شناسایی یک اس اس دی را به هنگام خاموش یا برداشتن دستگاه فراهم می کند.
نکات مهم در رابطه با EDSFF
1-فرم فاکتور EDSFF امکان استفاده بیش از چهار لاین PCLe و ارائه بیشتر از 25 وات را فراهم می آورد. به همین دلیل، به نسبت درایوهای 2.5 اینچی، عملکرد بالاتری دارد.
2-اس اس دی EDSFF به دلیل طراحی پیشرفته، انعطاف پذیری بیشتری ارائه می دهد و برای برنامه هایی با عملکرد بالا مناسب است.
3-تغییراتی که در طراحی مکانیکی درایوهای جدید اعمال شده است موجب بهینه سازی مدیریت حرارتی و در نتیجه، بهره مندی از سرورها با چگالی بالاتر شده است.
4-درایوهای EDSFF از نظر فیزیکی قابلیت پشتیبانی از چهار لاین PLCe را دارند. اما در صورت استفاده از تنظیمات مناسب می توانند تا 16 لاین را به کار بگیرند.
نتیجه‌گیری:
اس اس دی EDSFF یک پیشرفت چشم‌گیر در فناوری ذخیره‌سازی داده‌ها است که با ارائه ویژگی‌ها و استانداردهای جدید، به تحولی مهم در دنیای ذخیره‌سازی پرداخته است. با فراهم‌سازی اندازه فیزیکی کوچکتر، کاهش مصرف انرژی، و افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی، این فرم فاکتور فراهم آورده است.
اس اس دی EDSFF به عنوان یک استاندارد جدید برای ذخیره‌سازی اطلاعات، به تنوع و انعطاف‌پذیری در پروژه‌های طراحی و پیاده‌سازی ذخیره‌سازی کمک کرده و قابلیت اطمینان و کارایی بیشتری را ارائه داده است. همچنین، سازگاری با انواع مختلفی از فناوری‌های حافظه از جمله NAND Flash و Optane، این استاندارد را به یک گزینه جذاب برای نیازهای متنوع سازمان‌ها تبدیل کرده است.
با توجه به قابلیت‌های اس اس دی EDSFF در بهبود ظرفیت، سرعت، و کارایی سیستم‌های ذخیره‌سازی، این فناوری به عنوان یک گزینه مطرح برای برخی از چالش‌های دیجیتالی امروز معرفی شده است و نقلیه‌ای برای آینده پویا و پرچالش ذخیره‌سازی داده‌ها به‌شمار می‌آید.
دیگر مقالات مفید الوسرور: