Definindo o recorde: DirectFlash x NetApp

No armazenamento corporativo, a dívida técnica não apenas atrasa, mas também define seu teto. A publicação recente do blog da NetApp, “Direct Flash vs. SSD“, argumenta que as SSDs padrão gerenciadas pela ONTAP são “boas o suficiente”. Mas na era NVMe, “bom o suficiente” não é bom o suficiente. Os módulos DirectFlash® Modules) da Pure Storage^® não são melhorias incrementais; eles são uma revisão arquitetônica. Aqui está uma análise cirúrgica das afirmações da NetApp, apoiada por fatos de engenharia.

1. Desempenho e latência: Sobrecarga do firmware x flash definido por software

A NetApp diz: O firmware maduro da SSD supera os módulos flash personalizados.
Realidade: Os DFMs eliminam a camada de tradução flash (FTL, Flash Translation Layer), contornando totalmente as abstrações do controlador de SSD. Em vez disso, o Purity OS gerencia diretamente o posicionamento NAND, a coleta de lixo e o nivelamento de desgaste. Isso gera:

• Latência Sub-250 μs (em comparação com 300–500 μs para SSDs gerenciadas pela ONTAP em condições ideais e superior sob ampliação de gravação ou padrões de E/S mistos)
• Latência uniforme em cargas de trabalho de E/S mistas devido a operações NAND coordenadas por software
• IOPS ajustados para previsibilidade no nível do sistema. Enquanto SSDs prontas para uso podem anunciar IOPS brutos mais altos, os DFMs otimizam a taxa de transferência completa com latência determinística e desempenho uniforme entre cargas de trabalho, evitando o comportamento variável observado com camadas de tradução flash e operações em segundo plano

A ONTAP ainda conta com FTLs gerenciados por unidade que são otimizados para ampla compatibilidade, não para comportamento específico da carga de trabalho. O resultado? Latência inconsistente, pausas imprevisíveis e gargalos induzidos por firmware.

2. Confiabilidade: Gerenciamento flash adaptado à carga de trabalho

A NetApp diz: As SSDs são mais confiáveis graças às técnicas de firmware estabelecidas.
Realidade: Os DFMs transferem mecanismos de confiabilidade, como nivelamento de desgaste e rastreamento de integridade de bloco para o Purity, que tem visibilidade global dos padrões de E/S do sistema. Isso permite:

• Durabilidade de mídia 2,5 vezes melhor devido ao controle de ampliação de gravação ajustado
• Coleta de lixo mais inteligente ajustada ao comportamento no nível do aplicativo
• Comportamento previsível sem heurística black-box de firmware

O firmware da SSD ainda opera no nível do componente, usando provisionamento excessivo e lógica genérica para mascarar limitações de flash. Embora isso amplie a resistência, muitas vezes faz isso de forma ineficiente e sem insights sobre padrões de E/S em todo o sistema. O resultado é latência e comportamento imprevisíveis em cargas de trabalho mistas. Por outro lado, os DFMs da Pure Storage transferem o gerenciamento de flash para o OS Purity, que mantém visibilidade e controle globais, permitindo manuseio coordenado de flash, latência determinística e tolerância a falhas de nível corporativo em todo o sistema. Não se trata apenas de proteção de nível macro, mas de previsibilidade projetada.

3. Eficiência energética: Menos abstração, mais eficiência

A NetApp diz: As SSDs são eficientes o suficiente e não há vantagem para o DirectFlash nessa área.
Realidade: Os DFMs alcançam eficiência energética superior não porque o hardware é diferente, mas porque o software é mais inteligente. Ao mudar o gerenciamento flash do firmware da unidade integrada para o Purity OS, os DFMs eliminam processos redundantes, como coleta de lixo integrada, pesquisas de metadados induzidas por FTL e sobrecarga do controlador. Esse modelo simplificado e definido por software permite:

• Consumo de energia até 30% menor por terabyte
• Carga térmica reduzida e eficiência energética aprimorada no nível do rack
• Eliminação de ciclos de DRAM/controlador por unidade que não contribuem para o desempenho real de E/S
• Provisionamento e resfriamento simplificados de energia para implantações densas, com espaço livre térmico que suporta maior densidade de rack

Os DFMs de maior capacidade também aumentam a eficiência energética por TB. Com módulos individuais disponíveis a 150TB e dimensionando para 300TB, os DFMs oferecem densidade muito maior por módulo do que os SSDs de 61,44 TB da NetApp, reduzindo o número total de dispositivos necessários, o que aumenta a economia de energia e refrigeração no nível do rack.

O consumo de energia da SSD é influenciado não apenas pela quantidade de capacidade flash, mas pela sobrecarga do processamento integrado, incluindo lógica de controladora, FTLs e ciclos de atualização de DRAM, todos operando de forma independente do sistema de armazenamento e introduzindo ineficiências.

4. Densidade: Um espaço físico desenvolvido especificamente para flash

A NetApp diz: As SSDs oferecem maior densidade.
Realidade: A NetApp afirma melhor densidade, mas os DFMs oferecem flash mais utilizável por RU ao expandir até 150TB (300 TB anunciados) por módulo, em comparação com SSDs de 61,44 TB. Com menos dispositivos e menos sobrecarga, os DFMs simplificam o dimensionamento e reduzem o espaço físico no nível do rack.

• Até duas vezes a densidade utilizável por RU em comparação com gabinetes SSD baseados em prateleira
• Capacidade DFM atual: 150TB por módulo, com um modelo de 300TB anunciado, em comparação com os SSDs NVMe de 61,44 TB recém-disponíveis da NetApp 
• A arquitetura DirectFlash Shelf permite expansão desagregada da capacidade sem gargalos legados

As prateleiras NetApp usam SSDs NVMe padrão, de até 61,44 TB, gerenciados pela ONTAP. Mas o comportamento do flash é ditado pelo firmware da SSD individual, não pelo OS de armazenamento. Por outro lado, os DFMs da Pure Storage transferem o controle flash para o OS Purity, permitindo a coordenação global de E/S, nivelamento de desgaste e coleta de lixo.

Por que isso é importante: Com o NetApp, o firmware da unidade adiciona variabilidade sob carga, especialmente durante tarefas em segundo plano. A Pure Storage elimina esses gargalos, oferecendo desempenho mais previsível, aplicativos mais rápidos e operações mais simples.

5. “Proprietária” x engenharia de precisão

A NetApp diz: Os DFMs são proprietários e prendem os clientes.
Realidade: A integração não é um aprisionamento, é uma arquitetura feita corretamente. Os DFMs da Pure Storage são desenvolvidos em conjunto com o Purity para otimizar toda a pilha de flash:

• Gerenciamento flash orientado por telemetria: O sistema OS Purity controla a colocação de gravação, a coleta de lixo e o layout de dados em todo o sistema, não cegamente no nível da unidade. 
• Ciclo de vida unificado do firmware/software: Menos peças móveis, menos casos de borda. Essa integração reduz o risco de upgrade e elimina inconsistências comuns no firmware da SSD.
• Projeto de firmware simplificado e resiliente: Sem dependência do microcódigo SSD de terceiros, os DFMs são menos complexos e mais estáveis, resultando em menos bugs e regressões.

A NetApp, por sua vez, deve dar suporte e integrar unidades a firmware de terceiros, pois não controla o firmware. Isso significa bugs imprevisíveis, dores de cabeça no ajuste do desempenho e riscos durante cada atualização de código. Com a Pure Storage, software e mídia evoluem juntos, proporcionando transparência, determinismo e consistência operacional.

6. Metadata: O mecanismo hierárquico da Pure Storage x o legado da WAFL

“Purity organiza e coloca metadados em várias camadas de memória e armazenamento para garantir baixa latência uniforme em grande escala.”
– “Melhor ciência, Vol. 2”

A pirâmide Metadata da Pure Storage aproveita:

• SRAM e DRAM para metadados ativos
• NVRAM para lançamento em tempo real
• Layout SSD otimizado para mapas frios, mas lidos com frequência

A arquitetura WAFL da ONTAP, embora avançada por seu tempo, foi desenvolvida para discos mecânicos. Seu modelo de metadados de cópia sobre gravação apresenta amplificação de E/S gravando novos blocos e atualizando ponteiros em vez de modificar dados no local. Esse comportamento pode resultar em picos de latência durante operações com uso intenso de metadados, como criação ou exclusão de snapshots, reconstruções e reorganização de metadados. Para os clientes, isso significa mais ajustes e menos previsibilidade, especialmente em escala e sob condições de carga de trabalho mista.

7. Proteção e simplicidade de investimento

A NetApp diz: ONTAP e SSDs oferecem proteção superior ao investimento e simplicidade por meio de opções flexíveis de mídia.
Realidade: A arquitetura Evergreen da Pure Storage oferece proteção verdadeira ao investimento por meio de upgrades não disruptivos, tanto de controladora quanto de mídia, sem substituições forklift. Os DFMs são gerenciados inteiramente pelo Purity, com toda a complexidade abstraída do usuário. A flexibilidade da NetApp ainda depende do firmware da unidade, da compatibilidade da prateleira e das estruturas de metadados da era WAFL. A verdadeira simplicidade vem de um ciclo de vida integrado de hardware e software, não da troca de SSDs a cada três ou cinco anos.

E os clientes da Pure Storage afirmam:

• Validação de hiperescala: A Meta escolheu o FlashArray . e o DirectFlash da Pure Storage para dar suporte às suas cargas de trabalho essenciais de inteligência AI e análise, pois quando os ambientes mais exigentes do mundo escolhem uma plataforma, não é mais apenas uma afirmação, é um padrão.
• Clientes Evergreen: Noventa e sete por cento ou mais dos clientes do Evergreen^® concluíram pelo menos um upgrade não disruptivo de controladora ou mídia, sem migrações, novas compras e tempo de inatividade.
• Satisfação do cliente: A Pure Storage detém um NPS auditado de 81, em comparação com o NPS histórico da NetApp entre 30 e 40 anos.
• Exemplo do mundo real: Um grande provedor de SaaS consolidou dois racks de arrays de AFF em um único FlashArray//XL^. . Ele é preenchido com DFMs, reduzindo a potência em 40% e o espaço em rack em 75%.
• Resultados reais: A ServiceNow adotou o FlashArray da Pure Storage para dobrar a capacidade e melhorar a disponibilidade, aumentando o tempo de atividade e simplificando o gerenciamento da infraestrutura.

DFMs x SSDs: Comparação de engenharia direta

Coro final: A lacuna da arquitetura

A NetApp continua a eliminar a lógica do sistema de arquivos WAFL antigo em torno de SSDs desenvolvidos para compatibilidade genérica. A Pure Storage desenvolveu o DirectFlash para eliminar camadas de tradução, reduzir a entropia e maximizar a economia do flash. A NetApp diz que isso é desnecessário. Dizemos que é inevitável.

Os módulos DirectFlash não são apenas um meio flash melhor, eles são a espinha dorsal de um sistema de armazenamento projetado para o datacenter moderno.

Isso não é livin’la vida loca, mas sim viver no futuro.

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