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Servidores con almacenamiento mediante SSD: el alojamiento del futuro

En 1956, IBM lanzó el primer disco duro de la historia (HDD por sus siglas en inglés). Este recibió el nombre de RAMAC 305 y entre sus características técnicas destaca el hecho de que pesaba más de una tonelada y tenía 5 MB de capacidad. La realidad actual es muy diferente. Los discos duros de hoy en día son capaces de almacenar varios terabytes (TB) para hacer frente a la constante carga de datos.

En lo referente a los tiempos de acceso de los discos duros mecánicos, los avances no han sido tan llamativos. Mientras que el rendimiento de los componentes de los ordenadores, como, por ejemplo, la potencia del procesador o la velocidad de los buses de los sistemas, ha experimentado un crecimiento importante en los últimos años, el rendimiento de los discos duros magnéticos habituales se desarrolla a paso lento pero seguro en lo referente al desafío de procesar cada vez más datos en el menor tiempo posible.

Los expertos presuponen que, en los próximos años, los discos duros tradicionales serán reemplazados por sistemas de almacenamiento alternativos. Las unidades de estado sólido (SSD) basadas en una memoria flash se convierten, así, en uno de los sucesores más prometedores. La aplicación de unidades SSD en el entorno de los servidores ya no es un fenómeno aislado. Los dispositivos de almacenamiento electrónicos son económicamente asequibles y, en los últimos años, la fabricación de servidores con almacenamiento mediante SSD ha tenido como meta aumentar los accesos de lectura y escritura y adaptar la vida útil de las unidades de almacenamiento SSD a los discos duros clásicos.

¿Cómo funciona el almacenamiento con SSD?

SSD son las siglas en inglés utilizadas para definir a las “unidades de estado sólido“ y, al contrario de lo que ocurre con los discos duros tradicionales, estas no están formadas por múltiples elementos individuales móviles. En lugar de los discos giratorios de los HHD que mueven los cabezales de escritura y lectura, las SSD están formadas por semiconductores de estado sólido. De esta manera, el almacenamiento de datos tiene lugar como un proceso electrónico ininterrumpido en el dispositivo de almacenamiento con memoria flash, bajo el mando de controladores y de un firmware. Este tipo de almacenamiento “no volátil” es el que se lleva a cabo en memorias USB, en reproductores MP3 y en las tarjetas de memoria de los teléfonos móviles.

Su nomenclatura hace referencia al hecho de que los dispositivos que permiten el almacenamiento mediante SSD no necesitan estar conectados a la electricidad de forma permanente para que se almacenen los datos. Todo lo contrario ocurre, sin embargo, con las memorias de trabajo “volátiles” como la memoria RAM de los ordenadores. En este caso, todos los datos depositados en la memoria RAM se pierden de forma irreversible cuando se desconecta el ordenador de la corriente.

En el pasado, el proceso de fabricación de unidades SSD se vio notablemente reflejado en su precio, de modo que no se solía optar por el almacenamiento mediante SSD en caso de grandes volúmenes de datos debido a sus altos costes. Sin embargo, la tendencia de los últimos años muestra que tanto las SSD como los discos duros tradicionales han acortado distancias con respecto a los costes para su adquisición y cada vez es mayor el número de proveedores de alojamiento que ofrecen servidores de alto rendimiento con almacenamiento mediante dispositivos SSD.

¿Cuáles son las ventajas de las unidades de almacenamiento mediante SSD?

Las unidades de estado sólido funcionan como memorias USB sobredimensionadas y, en ellas, el proceso de almacenamiento es totalmente electrónico. En comparación con los discos duros magnéticos, el uso de semiconductores tiene la ventaja de que el almacenaje del motor, al igual que en el caso de los discos duros convencionales, no es tan necesario como el de la mecánica sensible de los cabezales de lectura y escritura.

Las SSD son, por lo tanto, notablemente más resistentes a la influencia de factores físicos. En términos generales, las ventajas de estas unidades pueden resumirse en cinco puntos:

  • Alto nivel de resistencia a los golpes: las caídas o golpes de los discos duros magnéticos en pleno funcionamiento pueden provocar daños masivos en la superficie del soporte informático durante el proceso de escritura, la pérdida de datos o incluso un fallo generalizado. Las SSD, por el contrario, están basadas en la tecnología de chips, en la que el intercambio de datos se produce por medio de impulsos eléctricos. Esta técnica de almacenamiento se distingue por su gran robustez mecánica y por su tolerancia a las vibraciones. Según los fabricantes, las SSD tienen una resistencia a los golpes de hasta 1.500 G /0,5 ms, mientras que el valor máximo en el caso de los discos duros es de tan solo 350 G/2 ms. Debido a esta resistencia a los impactos, los ordenadores portátiles llevan integrados dispositivos de almacenamiento mediante SSD.
  • Funcionamiento silencioso: aunque los discos duros modernos funcionan de manera silenciosa, es frecuente que emitan algún tipo de ruido debido al motor eléctrico y el movimiento de los cabezales. En general, es normal que se produzca un zumbido cuando el disco duro se pone en funcionamiento y que se oiga un clic al acceder a él y al cambiar de cabezal en estado de reposo. Pero un sistema de almacenamiento con SSD es completamente silencioso ya que no funciona mecánicamente.
  • Muy poco peso: las medidas compactas de las unidades SSD hacen que estas sean idóneas para su uso en dispositivos móviles. Y no solo eso, sino que, además, pesan la mitad que sus competidores mecánicos con una capacidad de almacenamiento similar.
  • Bajo consumo de energía: las SSD también puntúan en balance energético. El hecho de estar creadas sin elementos mecánicos hace que necesiten menos electricidad que un disco duro tradicional, lo que genera una menor cantidad de calor residual. En el caso de los ordenadores portátiles, esto da lugar a una mayor autonomía de la batería. Pero también en un entorno de servidores aventajan los SSD a otros dispositivos de almacenamiento. La ausencia de elementos móviles hace que los servidores con SSD consuman menos energía que los dispositivos más clásicos. Como consecuencia de la reducida producción de calor no se necesitan sistemas externos de refrigeración o ventilación. Los centros de datos que cuentan con servidores con unidades SSD permiten una gestión más eficiente a nivel económico y energético.
  • Tiempos de acceso mínimos: la velocidad es una de las ventajas más significativas de los sistemas de almacenamiento mediante SSD. Como ocurre con otros dispositivos de memoria flash, los dispositivos SSD disponen de tiempos de acceso reducidos en la lectura de datos. Esto es relevante para los usuarios pues el sistema operativo se inicia con mayor rapidez y los tiempos de carga de las aplicaciones se reducen considerablemente. Así, los dispositivos de almacenamiento SSD no solo son rentables para los ordenadores domésticos, sino que los servidores que llevan incluidos almacenamiento mediante dichas unidades también se benefician de los períodos de latencia más cortos.

Almacenamiento SSD en servidores

Las unidades SSD son soluciones prácticas tanto para dispositivos móviles como para ordenadores domésticos, pero también están concebidas para usarse como parte de los servidores web. El hecho de que los dispositivos modernos de almacenamiento basados en flash estén ya superando a los discos duros clásicos también en los centros de datos no solo se debe a motivos como el rendimiento, sino también al consumo de energía.

Las diferencias entre el rendimiento de las SSD y de los HDD se hacen más notables en lo concerniente al alojamiento web. Por eso cada vez son más los proveedores que mueven sus centros de datos a servidores con almacenamiento SSD o que complementan los dispositivos de almacenamiento mecánicos de sus servidores con estos componentes de almacenamiento. Así, los datos a los que solo se accede en contadas ocasiones se alojan en discos duros tradicionales, mientras que los datos actuales que precisan de una gestión de almacenamiento muy eficiente serán almacenados en unidades de estado sólido.

La presencia de SSD está justificada sobre todo en aplicaciones de servidores que requieren tiempos de acceso reducidos y se recomienda optar por servidores con posibilidades de almacenamiento mediante dispositivos SSD en el caso de querer agilizar la gestión de las bases de datos, de los sistemas CRM o de los sistemas de gestión de mercancías.

Agilizar la gestión de las bases de datos

Los servidores con almacenamiento SSD permiten reducir los tiempos de respuesta de manera significativa. Así, se pueden realizar los accesos de lecturas intensivas en las bases de datos de una manera más eficiente, ventaja que sale a la luz en el caso de operaciones input/output intensivas cuando se accede a un elevado volumen de datos de manera simultánea o cuando estos tienen que registrarse.

Un típico ámbito de aplicación de las unidades SSD lo constituyen bases de datos como MySQL o MariaDB. En el caso de las páginas web gestionadas mediante complejos sistemas de gestión de contenidos como WordPress o Drupal, es muy importante que el acceso a las bases de datos sea rápido, ya que todos los contenidos de la página web, incluidos temas y plugins, se guardarán en las bases de datos o se accederá a ellos mediante dichas bases de datos.

En este sentido, los dispositivos de almacenamiento clásicos se ven desbordados, mientras que los servidores con almacenamiento SSD muestran las ventajas que se derivan de la creación de páginas web con una mayor celeridad, lo que complace a los visitantes de las páginas web y hace que esto sea reconocido por buscadores como Google. Como consecuencia, las páginas web obtienen un mejor posicionamiento en las búsquedas y sus administradores se benefician de una mayor tasa de conversión.

El Microsoft Exchange Server es un buen ejemplo de las ventajas técnicas de los dispositivos SSD en el entorno de los servidores: este software de colaboración es usado tanto por grupos de trabajo como por empresas para intercambiar noticias, citas o contactos. Aquí, todos los datos se almacenan en una o varias bases de datos y cuanto más compleja sea la estructura de comunicación, más relevante resultará la transferencia estable para que la sincronización de la información funcione sin problemas para todos los clientes.

SSD cloud o unidades sólidas en la nube

Cada vez son más los usuarios que no pueden renunciar al uso de SSD en la nube. Los conceptos de alojamiento web más novedosos establecen conexiones entre más de una unidad SDD física y un contingente de almacenamiento virtual, también conocido como Storage Area Network (SAN) o red de área de almacenamiento. Los servidores virtuales que se alojan siguiendo este principio obtienen beneficios de una redundancia de hardware casi completa. Los datos depositados en las plataformas de almacenamiento virtuales nunca aparecen en un único componente físico de hardware, sino que se distribuyen por diferentes discos duros. De esta manera, se garantiza la integridad y disponibilidad de los datos cuando los componentes individuales de hardware tienen que hacer frente a caídas o averías.

Linux Tiempo de Carga Sistemas de Almacenamiento