Stockage : l’Européen Leil part à la conquête des hébergeurs

Un maximum de capacité et de vitesse au tarif le plus bas possible

L’efficacité de Leil FS repose sur plusieurs possibilités d’optimisations rarement exploitées ailleurs, car compliquées à mettre en œuvre.

L’optimisation principale est d’offrir un maximum de capacité au tarif le plus bas possible, grâce à l’utilisation de disques durs de type SMR. Cette variante, inventée pour les applications de sauvegarde, offre une capacité de 20 à 30% supérieure à celle des disques durs traditionnels, sans coûter plus cher.

Selon les dernières annonces, Western Digital devrait commercialiser d’ici à cet été des disques durs SMR dont la capacité atteint 40 To, alors que ses prochains disques durs traditionnels, modifiables, n’offriront que 30 To. Des modèles similaires devraient également arriver chez Seagate. Avec des tiroirs de disques 2U contenant jusqu’à 102 disques, il est possible de grimper à plus de 25 Po de capacité brute par étagère rack.

Surtout, ces disques seront facturés aux alentours de 900€ l’unité, soit actuellement près de quinze fois moins chers que des SSD de capacité similaire. La période de pénurie que traversent en ce moment les SSD a en effet fait exploser leurs prix.

Mais les disques durs SMR posent deux contraintes. La première est qu’on ne peut les remplir que de manière linéaire, en écrivant les fichiers les uns derrière les autres jusqu’au bout de la capacité, sans possibilité de revenir en arrière pour les modifier (ce que l’on ne fait jamais dans les sauvegardes). Cette contrainte est la raison pour laquelle Leil Storage restreint sa solution au stockage de données finalisées.

La seconde contrainte est que, d’ordinaire, rien n’est fait pour relire rapidement le contenu des disques SMR, puisqu’il s’agit d’archives censées sortir de la production. Individuellement, un disque dur plafonne à 600 Mo/s, contre un maximum théorique de 16 Go/s pour les derniers SSD NVMe en PCIe 5.0.

L’avantage de Leil FS est de mettre ces disques en cluster, c’est-à-dire dans des nœuds de stockage accessibles en parallèle. Chaque fichier écrit par Leil FS est ainsi vaporisé en fragments sur le plus d’unités de stockage possible pour que leur relecture puisse se faire en même temps et, de fait, cumuler les vitesses. C’est ainsi qu’il devient possible de lire des vidéos ou d’alimenter des IA aussi rapidement qu’on le ferait avec des SSD.

« L’optimisation va jusqu’à calculer sur quel plateau de quel disque il est le plus pertinent de stocker quel fragment pour maximiser les vitesses de lecture, en minimisant les délais de déplacement des têtes », précise Alexander Ragel.

Faire durer les disques le plus longtemps possible

Une autre optimisation concerne l’utilisation de la fonction CDL (Command Duration Limits), une sorte de chronomètre implémentée dans les firmwares des disques durs depuis des lustres, mais jamais exploitée. Elle permet à Leil FS de s’apercevoir que des secteurs posent des problèmes de relecture et nécessitent plusieurs accès pour être sûr de leur contenu. Lorsque c’est le cas, Leil FS récupère les données de ces secteurs en tâche de fond et les déplace vers d’autres, de sorte que les lectures ultérieures ne souffrent d’aucun ralentissement.

En matière de durée de vie, Leil FS est également capable de désactiver seulement la tête d’un disque dur qui survole une surface avec des secteurs illisibles. Encore une fonction prévue dans le firmware des disques durs, mais jamais vraiment utilisée jusque-là :

« Il y a vingt têtes de lecture pour dix plateaux double-face dans un disque dur. Quand un plateau est abîmé par l’usure, les constructeurs vous disent de remplacer tout le disque dur. Avec notre système, vous continuez d’utiliser le disque dur. Il a 5% de capacité en moins, mais c’est un moindre mal », explique Alexander Ragel.

Il y a aussi la faculté d’éteindre des disques quand ils ne sont pas utilisés. Appelée ICE (Infinite Cold Engine), cette fonction présente dans la version commerciale Leil OS permettrait de réduire d’un quart la consommation électrique d’un cluster de stockage. « Nous révisons cette partie du système. Nous pensons pouvoir atteindre 70% d’économie d’énergie dans un futur proche », assure le PDG de Leil.

Demain, un stockage vraiment parallélisé et des SSD

La startup doit aussi bientôt ajouter un véritable parallélisme à son système de fichiers distribués. Pour l’heure, seul un serveur de partage fait office de passerelle entre les unités de stockage, à savoir des tiroirs de disques, et le reste du réseau. Cette année, Leil OS, devrait pouvoir fonctionner sur plusieurs serveurs de partage, montés en parallèle derrière un switch réseau, pour se partager les requêtes envoyées par plusieurs machines à la fois. Tous ces serveurs seront reliés aux mêmes tiroirs de disques.

En 2027, Leil FS devrait aussi commencer à supporter les SSD. « Le point intéressant des SSD est qu’ils disposent toujours d’une capacité additionnelle cachée. Par exemple un SSD de 16 To a une capacité physique de 18 To. Cette capacité additionnelle est une réserve de cellules NAND de secours, pour remplacer dynamiquement les cellules qui s’usent prématurément dans la zone non cachée. Nous pourrions rendre cette capacité disponible », dit Alexander Ragel.

Il explique que les cellules NAND s’usent au fur et à mesure que leur contenu est modifié. Mais, dans son approche, Leil FS ne les modifie jamais. La startup pourrait donc proposer une solution avec des SSD qui durent des années, voire des décennies sans jamais s’user, et qui coûtent moins cher au Go que leur prix facial ne le suggère. Reste que cette solution sera intéressante quand les SSD retrouveront un tarif comparable avec celui des disques durs.