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Como dimensionar o armazenamento em borda?

Por Juliana Gaidargi em 17/11/2021 em Gestão de TI

A computação de ponta está se configurando como a maneira mais prática de gerenciar o crescente volume de dados gerados por fontes remotas, como IoT e dispositivos 5G. No entanto, as empresas que escolhem entre as opções de armazenamento em borda precisam pesar capacidade, potência e conectividade.

armazenamento em borda

Um dos principais benefícios da computação de ponta é que ela fornece maior computação, acesso à rede e recursos de armazenamento mais próximos da origem dos dados. Na prática, isso permite que as organizações reduzam a latência. Como resultado, as empresas estão adotando esse modelos cada vez mais. O Gartner estima que 50% dos dados corporativos serão gerados na borda até 2023. Já a PricewaterhouseCoopers prevê que o mercado global de data centers de borda chegará a US $ 13,5 bilhões em 2024, contra US $ 4 bilhões em 2017 .

Como a missão básica da computação de ponta é a entrega rápida de dados, os data centers de ponta exigem recursos de armazenamento rápidos e confiáveis. No entanto, isso traz uma nova gama de desafios.

“O armazenamento do data center normalmente é uniforme. Contudo, a computação de ponta é única para cada aplicativo e requer uma abordagem não padronizada para a seleção de sistemas de arquivos, formatos de dados e métodos de transferência de dados”, diz Pavel Savyhin, da Klika Tech.

Data center tradicional vs. armazenamento em borda

Quando comparados aos dados armazenados em um data center tradicional, a maioria dos dados que chegam na borda são efêmeros ou brutos. Isso significa que uma quantidade significativa de dados de borda permanecerá no armazenamento apenas temporariamente antes de ser substituída por novos dados de entrada. 

“Os dados periféricos precisam ser passados para o data center central ou processados ​​localmente, com apenas o resumo analítico sendo enviado ao data center central e os dados brutos originais então descartados”, disse Tong Zhang, professor da Rensselaer Instituto Politécnico e cientista-chefe da ScaleFlux.

No entanto, quando vários tipos de dados estão envolvidos, pode haver necessidade de armazenamento em camadas na borda. Contudo, Isso depende da vida útil dos dados na borda. Afinal, dados temporários, como dados brutos do sensor com gravações frequentes, podem exigir um nível de classificação. Enquanto isso, os dados com uma expectativa de vida mais longa – particularmente os tipos com necessidade de uso “ler com frequência, substituir ocasionalmente”, como um modelo de IA que só é atualizado em intervalos predefinidos – podem viver em um nível de armazenamento diferente.

Cada aplicativo de computação de ponta é único, portanto, o planejamento de camadas de armazenamento para eles é diferente de uma abordagem de data center tradicional. Entretanto,  não é necessariamente mais difícil. Afinal, o próprio aplicativo de computação de ponta ditará qual nível de armazenamento de dados é necessário.

Capacidade, potência, conectividade

Os data centers periféricos são geralmente instalações de pequena escala que têm os mesmos componentes dos data centers tradicionais, mas são compactados em um espaço muito menor.

Então, em termos de capacidade, determinar os requisitos de armazenamento de borda é semelhante a estimar as necessidades de armazenamento de um data center tradicional. No entanto, as cargas de trabalho podem ser difíceis de prever.

Além disso, os usuários de computação de borda também precisam estar cientes do custo de atualização ou expansão dos recursos de armazenamento. Afinal, eles podem ser substanciais devido às restrições de tamanho e velocidade. Contudo, isso mudará um pouco com o tempo, conforme as soluções de armazenamento de borda baseadas em grade evoluem, porque haverá mais margem para escalar elasticamente o armazenamento no campo, agrupando recursos em dispositivos discretos.

Uma opção mais recente para expandir a capacidade de armazenamento de borda independentemente da capacidade de computação de borda são os dispositivos de unidade de armazenamento computacional que apresentam compressão transparente. Eles fornecem serviços de computação dentro do sistema de armazenamento, embora não exijam nenhuma modificação na pilha de software de E / S de armazenamento existente ou nos protocolos de interface de E / S, como NVMe ou SATA.

“Essas unidades podem expandir a capacidade efetiva de armazenamento de dispositivos de ponta de uma maneira muito eficiente em termos de energia, sem sobrecarregar a CPU e sem adicionar nenhum componente aos sistemas”, disse Zhang.

Atenção à energia

Portanto, ao selecionar opções de memória e armazenamento para um data center de ponta, os líderes do projeto devem analisar cuidadosamente os requisitos de energia para consistência e as prováveis ​​demandas de potência máxima. Afinal, quando a energia total do sistema é limitada, a eficiência da memória e do armazenamento torna-se crucial, pois apenas recursos limitados estão disponíveis para atingir as metas de desempenho. 

Ou seja, se a fonte de alimentação for inconsistente, a memória e o armazenamento precisam ser capazes de lidar com a perda inesperada de energia sem perder ou corromper os dados.Então, a disponibilidade contínua de energia é tão importante em um data center de ponta quanto em uma instalação de dados convencional. 

“Para casos de uso em que a falta de energia é uma probabilidade alta, uma memória somente leitura, programável e apagável eletricamente (EEPROM) seria a melhor escolha para armazenar dados críticos, ao invés de um dispositivo alimentado por bateria de baixa qualidade que pode não ser um backup confiável “, diz Savyhin.

Lado negativo 

No lado negativo, a EEPROM tem preços mais altos em comparação com o flash. Opções adicionais de armazenamento de dados críticos incluem sistemas de arquivos de registro, formatos de dados à prova de falhas incorporados e nivelamento de desgaste de flash.

Esses recursos podem ser importantes na borda. Afinal, um sistema de arquivos com registro em diário mantém um registro das alterações feitas no sistema de arquivos durante a gravação do disco. Isso é feito para que, no caso de falha de energia ou desligamento do sistema, o registro possa ser usado para reparar danos que possam ter ocorrido. Então, os formatos de dados à prova de falhas incorporados são projetados para armazenar com precisão os dados que não precisam ser mantidos por longos períodos de tempo. Já o nivelamento de desgaste é uma técnica usada para controlar como os dados são gravados em blocos em um dispositivo flash, com o objetivo de estender a vida útil do armazenamento de estado sólido.

Outra coisa a se considerar ao equipar um data center de ponta, especialmente uma instalação dependente de armazenamento em nuvem, é a necessidade de acesso redundante à rede. Afinal, interrupções acontecem e isso significa perda de produtividade sem um caminho de backup. Portanto, o custo extra de uma segunda linha geralmente é insignificante em comparação com a perda de serviço e tempo do funcionário devido a uma interrupção, diz Jeff Looman, vice-presidente da FileShadow. 

O tamanho do dispositivo é importante na borda

Os data centers de borda vêm em muitas formas diferentes. A maioria tem apenas uma fração do tamanho de uma instalação tradicional. Além disso, são posicionados em locais tão variados quanto escritórios sobressalentes, vitrines, torres de celular e até mesmo postes de luz.

Para economizar espaço, muitos servidores de borda são minúsculos, usando fatores de forma que normalmente não se veriam em um data center tradicional. Os minisservidores, como os da linha Intel NUC, podem conservar o espaço do data center de ponta em um grau incrível. Contudo, esses dispositivos reduzidos também limitarão as opções disponíveis para armazenamento na borda e outros componentes.

Servidores de borda maiores utilizam fatores de forma mais tradicionais 1U, 2U ou ainda maiores. Afinal, assim ampliam as opções de armazenamento, bem como componentes gráficos e de rede.

Não obstante, os tamanhos e capacidades físicas dos dispositivos de armazenamento também variam amplamente. Para instalações que usam plataformas padrão, o tamanho físico do armazenamento será o mesmo para a empresa e nuvem. Ou seja, fatores de forma padrão de 2,5 e 3,5 polegadas para SSDs e HDDs, respectivamente, segundo Gary Kotzur, CTO da fabricante de chips Marvell.

Restrição de espaço

“Para instalações que têm restrições de espaço, fatores de forma SSD menores, como M.2 e E1.S podem ser necessários. Elas podem precisar até mesmo de formas de armazenamento personalizadas. Ou seja, projetadas especificamente para uma plataforma de hardware exclusiva”, acrescenta.

A natureza da indústria define o tamanho físico. O mesmo vale para custo de substituição de dados e requisitos de segurança de dados. 

“Dados altamente confidenciais, especialmente em pequenos volumes, podem ser armazenados em algo tão simples como uma unidade flash. Este tipo de dados pode exigir apenas um cofre de parede para armazenamento” – Looman.

No entanto, os requisitos de retenção também desempenham um papel importante no armazenamento de dados. “Algumas indústrias devem cumprir os regulamentos de retenção de dados que especificam que os dados devem estar ‘prontos para auditoria’ por vários anos. Portanto, o tipo de armazenamento físico de longo prazo desempenha um papel importante nessa consideração”, diz Looman.

Dispositivos prontos para uso em comparação com os fornecidos pelo fornecedor

As empresas sempre precisam escolher entre se comprometer com o plano mestre de um único fornecedor ou implantar produtos prontos para uso de vários fornecedores. Contudo, a seleção entre hardware pronto para uso e dispositivos do fornecedor depende dos objetivos da organização e das habilidades internas de TI.

“O hardware de prateleira pode fornecer mais flexibilidade, contudo, com mais investimento em testes de compatibilidade de aplicativos”, adverte Kotzur. “Afinal, os aparelhos do fornecedor integram uma solução total, incluindo software, mas normalmente custam mais para uma determinada função.” A desvantagem é que, embora os dispositivos fornecidos pelo fornecedor possam ser atraentes por sua compatibilidade e simplicidade, eles também trazem o risco de aprisionamento.

Contudo, Looman aconselha os líderes de TI e suas equipes a não se intimidarem com o desafio de seguir uma abordagem pronta para uso. “Você precisará examinar alguns jargões da indústria ao configurar as coisas, mas é possível com um pouco de lição de casa”, afirma. “Você também pode ter que orquestrar a comunicação entre diferentes fornecedores para garantir o sucesso.”

Felizmente, você pode contar com o auxílio de especialistas na hora de optar por um armazenamento em borda.

Sobre a Infonova

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