Avec la soif grandissante de données et de performances dans de nombreuses applications, on assiste à la hausse des exigences en matière de supports de stockage. Compte tenu du facteur de forme actuel des disques SSD, il est peu probable que ces exigences soient satisfaites à long terme. L’EDSFF (Enterprise & Data Center Standard Form Factor) permet donc des densités de stockage plus élevées, de meilleures performances ainsi qu’un refroidissement plus efficace.
Expert - Par Frederik Haak, directeur marketing des produits de disques SSD chez KIOXIA Europe
Les disques SSD se sont répandus il y a une quinzaine d’années en adoptant notamment le format 2,5 pouces qui permettait de les installer dans les baies de disques des systèmes informatiques existants. C’était nécessaire à l’époque pour que la nouvelle classe de stockage soit acceptée et gagne des parts de marché. Le facteur de forme était loin d’être idéal, car les composants flash ne pouvaient pas être disposés et refroidis de manière optimale dans les boîtiers. De plus, les disques SSD dépassaient complètement la vitesse de l’interface SATA utilisée par les disques de 2,5 pouces : même le nouveau SATA III de l’époque avait rapidement montré ses limites.
Afin que les disques SSD puissent exploiter au maximum les performances offertes par le flash NAND, le NMVe a été développé. Il permet de connecter directement les supports de stockage au processeur via PCIe.
De nouveaux facteurs de forme tels que l’U.2, orienté vers le format 2,5 pouces, et des spécifications plus compactes mSATA et M.2, sont vite apparus sur le marché. Afin de créer une norme uniforme pour les disques SSD dans les systèmes de serveurs et de stockage qui permettrait de supprimer les défauts des formats précédents et d’adapter les disques SSD aux exigences futures, la Storage Networking Industry Association (SNIA) a finalement développé l’EDSFF.
Une seule norme, plusieurs tailles
L’EDSFF identifie différentes tailles afin que les différentes capacités de stockage de disques SSD puissent être facilement mises en œuvre et que l’espace au niveau des serveurs et des baies de stockage soit utilisé de manière optimale. La version la plus petite mesure 111,49 x 31,5 mm (L x l) et est appelée E1.S, le « S » représentant ‘short’(« court »). Elle est basée sur le facteur de forme M.2, qui ne permet pas le branchement à chaud et est susceptible de surchauffer.
E1.S résout ces problèmes et peut également supporter plus de dispositifs flash grâce à une conception légèrement plus large, qui permet des capacités plus élevées. Elle mesure 318,75 x 38,4 mm, mais une version plus longue est également disponible. Elle est appelée E1.L ou E1.Long et peut s’étendre davantage jusqu’aux boîtiers système, offrant encore plus d’espace aux composants de mémoire.
En outre, l’EDSFF spécifie la hauteur des disques SSD. Selon les exigences, des versions de PCB sans boîtier ou des versions avec dissipateurs thermiques de différentes hauteurs intégrés dans le boîtier seront proposées. Les hauteurs varient de 5,9 mm pour la version de PCB à 25 mm pour la version avec un grand dissipateur thermique, ce qui permet des performances élevées.
Le « 1 » dans le nom de la variante E1 représente la largeur d’une unité de hauteur, qui permet d’intégrer les disques SSD E1 en position verticale dans les serveurs 1HE. Cette disposition permet aux serveurs de stockage de supporter un très grand nombre de disques SSD et offre une densité de stockage élevée. Des capacités de l’ordre du pétaoctet sont envisageables, ce qui garantit une utilisation très efficace de l’espace disponible dans le rack.
L’E3.S, mesurant 104,9 x 76 mm, et l’E3.L, mesurant 142,2 x 76 mm, sont nettement plus larges que les disques SSD E1. Le « 3 » dans le nom représente la largeur de 3 pouces (76 mm). On peut sans doute considérer les disques SSD comme les successeurs du facteur de forme U.2 et 2,5 pouces, et qu’ils seront utilisés dans les systèmes de serveurs et de stockage à l’avenir.
Une haute densité de mémoire signifie de faibles coûts d’exploitation
La forte densité de stockage permet aux entreprises de gérer des données avec moins de systèmes, ce qui permet non seulement d’économiser de l’espace dans le rack, mais aussi de réduire considérablement les coûts de maintenance et d’administration. Les administrateurs doivent simplement brancher, surveiller et gérer moins de systèmes.
De plus, des économies sont réalisées avec la réduction de la consommation d’énergie et des besoins de refroidissement, car il y a moins de serveurs ou de baies de stockage. En raison de l’espace réduit nécessaire à l’avant du serveur, les systèmes de périphérie tirent également profit des disques SSD EDSFF, car toutes les connexions de ces derniers se trouvent généralement à l’avant du système pour un accès facile. Par ailleurs, les disques SSD EDSFF consomment moins d’énergie, ce qui est particulièrement important pour les systèmes de périphérie.
Pour des performances plus élevées, un refroidissement plus efficace est requis
L’EDSFF utilise des connecteurs SFF-TA-1002 et supporte 4, 8 et 16 voies PCIe. Le connecteur assure l’intégrité du signal nécessaire pour que les disques SSD EDSFF puissent supporter les vitesses de transfert PCIe de demain. Ce connecteur garantit en plus une consommation d’énergie supérieure à celle des disques SSD de la norme U.2, ce qui est nécessaire pour atteindre des vitesses de transfert élevées. Les disques SSD de la norme U.2 ont une capacité maximale de 25 W, tandis que l’E1.L peut fonctionner jusqu’à 40 W et l’E3.L jusqu’à 70 W.
Cela n’est peut-être pas encore d’actualité pour le PCIe Gen 4, mais pour le PCIe Gen 5 et les générations suivantes, le nouveau connecteur sera nécessaire pour profiter d’une bande passante plus élevée. Les disques SSD jusqu’à la cinquième génération de la norme de transfert PCIe peuvent encore être développés au format U.2, mais au-delà, il ne sera plus possible de garantir l’intégrité du signal via le connecteur U.2, ni de transporter la puissance nécessaire au fonctionnement du disque SSD.
En informatique, hautes performances riment toujours avec exigences de refroidissement accrues. Cependant, contrairement aux disques de 2,5 pouces, le flux d’air de refroidissement parvient de manière optimale aux composants flash des disques SSD EDSFF. Cela permet de mieux dissiper la chaleur résiduelle et ainsi de réduire la puissance de refroidissement par rapport à celle des disques SSD de 2,5 pouces.
Comme mentionné ci-dessus, l’EDSFF fournit également des disques SSD équipés de dissipateurs thermiques qui permettent aux fabricants d’adapter le stockage afin de répondre à des exigences très spécifiques. Cependant, les versions E1.L de 40 W max. et E3.L de 70 W max. sont légèrement
plus épaisses que les versions E1.L de 25 W max. (18 vs. 9,5 mm) et E3.L de 40 W (16,8 vs. 7,5 mm) en raison des dissipateurs thermiques supplémentaires. Il n’est donc pas possible d’atteindre des densités de
mémoire aussi élevées dans les zones où des performances optimales sont requises. Les entreprises, quant à elles, disposent d’un large choix de disques SSD. Elles peuvent donc choisir les modèles qui répondent le mieux à leurs besoins en matière de capacité de stockage et de performances et qui correspondent à leurs budgets de serveurs et de racks.
Hausse de la demande de systèmes avec EDSFF
Les disques SSD EDSFF ne représentent encore qu’une faible part du marché des disques SSD, en partie à cause de la réticence des fabricants de serveurs à développer des modèles de serveurs correspondants. Les hyperscalers sont déjà bien plus avancés dans ce domaine, et de nombreux fabricants de dispositifs de stockage, hébergeurs et fournisseurs de services travaillent également sur des plates-formes qui tiennent compte de la norme EDSFF.
Quoi qu’il en soit, la demande en matière de systèmes et de disques SSD EDSFF augmente aujourd’hui de manière significative. De nombreuses entreprises ont compris qu’à l’avenir, elles ne pourront répondre aux exigences croissantes de leurs applications qu’en fournissant rapidement d’importantes quantités de données avec l’EDSFF. Le facteur de forme deviendra ainsi le paramètre décisif, car les disques SSD et l’EDSFF seront presque indispensables à moyen terme.
