Флеш-ускорители PCI-E от 800GB до 6.4TB: от рассвета до жизни в обычном ПК/сервере

Были времена, когда накопители на основе флэш-памяти стоили настолько дорого, что как накопители их даже никто и не рассматривал. Десятки тысяч долларов. Они позиционировались как нечто революционное, способное придать космическую скорость системам хранения данных. Прямо как Intel Optane в последнее время, но о нём пока не будем, пока ещё слишком дорог.

Наверное, тогда маркетологи и придумали такое название как Flash Accelerator (флеш-акселератор или флеш-ускоритель).

Хитрость в том, что устройства изначально позиционировавшиеся как ускорители, сейчас трудно продать как SSD, поэтому иногда их можно купить очень выгодно.

Мотивация

• Хотелось ли вам за разумные деньги купить SSD размером в несколько терабайт?
• Чтобы ресурс был на десятки петабайт?
• Такой, что что бы вы ни делали, вы бы не смогли его исчерпать?
• При этом с защитой по питанию и сделанный из самых качественных деталей и самой стойкой памяти?

В этой статье мы рассмотрим флэш-акселераторы на шине PCI-E от 800GB (не вижу смысла рассматривать меньшие ёмкости), которые можно купить сейчас на разных барахолках по цене обычных SSD или меньше и использовать в обычных компьютерах или серверах, получив при этом корпоративное качество, защиту по питанию (у всех моделей есть массивные конденсаторы) и ресурс.

Семейства флэш-ускорителей

1. PCI-E карты, видимые в системе как обычные SAS-жёсткие диски.

Это семейство началось с устройств LSI Nytro Warp Drive. Поскольку драйвера для рейд-контроллеров LSI есть почти во всех ОС, то LSI не стал мудрствовать и сделал своё устройство видимым как обычный жёсткий диск, точнее как набор дисков, подключенных к HBA-контроллеру.

Плюсы:

1. драйвера везде есть. Можно и сейчас запросто поставить Windows 10 на него
2. копеечная цена: от $50 за версию с 800ГБ

Минусы:

1. протокол SAS неидеальный для NVMe устройств и несколько режет максимальную скорость.

Обзор модели на 800GB на TweakTown.
Обзор модели на 400GB на StorageReview.

Внешний вид:





Это были, фактически, самые первые флэш-акселераторы, поэтому скорости у них были по сегодняшним меркам низковаты. Хотя, конечно, в любом случае быстрее, чем SATA III SSD. Однако ресурс был заявлен колоссальный — до 90 Петабайт у модели на 3.2TB!

Устройство определяется как 4 диска, которые можно использовать отдельно или собрать из них программный RAID 0/10/5/6 c помощью средств ОС, LVM или файловой системы.


Документация:

Руководство пользователя Sun Flash Accelerator F80

Видеообзоры на английском:

Sun Oracle F80 (брендированный LSI Nytro Warpdrive)
LSI WarpDrive/Sun F40 (обзор и скорость)

Развитием LSI Nytro Warpdrive стала модель Seagate Nytro XP6302:



Описание акселератора Seagate Nytro XP6302.

А потом модель Seagate Nytro XP6500:



Описание акселератора Seagate Nytro XP6500.

Есть ещё хитрые модели: LSI Nytro MegaRAID 8120-4i 1TB и 8240-8e8i 1.6T, которые умеют сами собирать хардварный RAID 0 и RAID 1 массивы из встроеных SSD и кешировать подключенные HDD. Данных по ресурсу найти не удалось. Только то, что память eMLC.

2. PCI-E карты, видимые только при наличии специфичных драйверов

Это, в первую очередь, SanDisk Fusion ioDisk и ioMemory, которые разрабатывались под руководством Стива Возняка. В этих картах полностью отказались от имитации обычного диска и создали свой слой абстракции блочного устройства VSL. Эти карты выпускались до 2017 года.





Плюсы:

1. карты до сих пор удивляют своей производительностью на операциях случайной записи;
2. с ростом производительности процессоров растёт производительность карт, так как все алгоритмы обслуживающие карту, вынесены в драйвер;
3. до сих пор Western Digital (SanDisk) публикует свежие версии драйверов и прошивок для небрендированных версий. Последняя версия прошивки 4.3.6 и драйверов была в октябре 2019.

Минусы:

1. не может быть загрузочной (в теории может под UEFI, но в сети нет инструкций как это сделать);
2. для функционирования нужны драйвера;
3. потребляет оперативную память хоста для таблицы трансляции и внутренних алгоритмов.

К этому же классу принадлежат продукты HGST Virident FlashMAX II и III. С ними всё сложнее. Чтобы достать драйвера придётся пройти квест. Скорее всего они уже несколько лет не обновляются. Не рекомендую к покупке, но в таблице есть. Если кто-пройдёт квест с драйверами, то добавлю информацию в статью.

3. PCI-E карты, поддерживающие спецификацию NVMe

Такие диски не нуждаются в драйверах и могут быть загрузочными, если у вас биос поддерживает UEFI 2.3.1 и выше (стандарт от 2011 года).

Это Oracle F160 (на базе Intel P3605), F320 (на базе Samsung PM1725) и F640 (на базе Samsung PM1725b).

Плюсы:

1. драйвера есть везде

Минусы:

1. цена на вторичном рынке может быть выше, так как технология самая современная из рассмотренных

Сравнительная таблица флэш-ускорителей

В скобках будут даны результаты тестов, если они сильно отличаются от заявленных в спецификации.

Охлаждение

Для охлаждения карт серии Nytro требуется приличный поток воздуха — 200 линейных футов/минуту ≈ 2 фута³ (при правильном воздуховоде), в десктопном корпусе нужны будут дополнительные вентиляторы примерно на 4-5 фута³ (за расчёт спасибо Igor_O). Температура троттлинга 73℃.

Возможно, акселераторы Seagate Nytro также потребуют дополнительное питание (заявлено 39 ватт, что выше стандартных 25 ватт на PCI-E x8).



Карты SanDisk Fusion в обычном десктопном корпусе быстро перегреваются, поэтому рекомендую ставить на них 4-см кулер.

На картинке Evercool EC4010H12C 12V 0.08А. Пробовал также Noctua NF-A4x10 FLX 12V 0.05A: справляется, но на грани. Так что на 0.08A лучше.

Вообще-то SanDisk Fusion тоже умеют брать энергии больше, чем 25 ватт. Это нужно для максимальной скорости устройства. На хороших оверклокерских матерях с этим проблем нет, но вот на дешевых — не факт. В принципе, любой слот в который потенциально можно воткнуть видеокарту x16, как правило, обеспечивает 75 ватт, так что смотрите документацию к материнской плате.



Флэш-акселераторы Oracle F320 и F640 тоже прилично греются, но температура не доходит до 70 градусов, после которой начинается троттлинг. Они оборудованы массивным радиатором, так что охлаждение не обязательно. 55℃ — их нормальная температура.

Однако я хотел бы, чтобы в корпусе было попрохладнее и обнаружил, что для их охлаждения прекрасно подходят (после минимальной доработки напильником) кулера ASUS Optional Fan для чипсетов. С таким кулером температура становится около 44℃ в закрытом корпусе. Этих кулеров есть 2 версии: на 0.08A и на 0.15A. Справляются обе, но я себе поставил помощнее.

Внешний вид акселератора Oracle F320 с кулером ASUS показан на самой первой фотографии в статье.

Сложности выбора

Скорее всего, если денег совсем мало, то выбрать можно LSI Nytro (Oracle F80). Есть варианты от $50. Напомню, что полная ёмкость достижима только при создании программного RAID 0 средствами Windows, LVM, ZFS, BTRFS и подобными.

Если нужна очень быстрая случайная запись, стоит 8ГБ RAM и более, то можно поиграться с детищем Стива Возняка, Sandisk Fusion. Лучше брать накопители именно от SanDisk, а не брендированные, так как под них сложнее достать современные драйверы. Нужно помнить, что эти диски не могут быть загрузочными.


Если денег хватает на покупку обычного некорпоративного PCI-E SSD от 2TB и выше, то стоит рассмотреть акселераторы Oracle F160, F320 и F640. Вы получите больше ёмкости и в разы больший ресурс за те же деньги.

Абсолютно для всех акселераторов (кроме Oracle F160) нужно 8 линий шины PCI-E. Посмотрите руководство к своей материнской плате, о том к какому слоту сколько электрических линий PCI-E подведено.

При покупке берём либо новый товар, либо «Open box», либо с опубликованным в описании товара оставшимся ресурсом.

Где и как купить

Используйте Авито и известные зарубежные торговые площадки (возможно, потребуется помощь почтовых посредников). Если нужного товара нет в наличии, подпишитесь на результаты поиска и эти сайты вас оповестят, когда товар появится.

Всем удачных покупок!

P.S. Замеченные ошибки направляйте в личку. Повышаю за это карму.