Deduplication và RAM cache là hai công nghệ quan trọng nhất trong hạ tầng CNTT hiện đại. Cả hai đều được thiết kế để cải thiện hiệu suất và tối ưu tài nguyên, nhưng trong các thiết kế tập trung vào lưu trữ, chúng thường hoạt động “đối nghịch” nhau.
Deduplication giúp giảm lượng dữ liệu cần lưu trữ và truyền tải, trong khi cache tăng tốc độ truy cập vào dữ liệu thường xuyên được sử dụng. Vấn đề là cách mà hai tính năng này thường được triển khai lại khiến chúng xung đột.
VAI TRÒ CỦA RAM CACHE NGÀY NAY
RAM cache là một trong những công cụ mạnh mẽ nhất để cải thiện hiệu năng ứng dụng. Vì hoạt động ở tốc độ của bộ nhớ, nó mang lại độ trễ thấp hơn nhiều so với ngay cả các ổ flash nhanh nhất. Các khối lượng công việc hiện đại – bao gồm cơ sở dữ liệu, phân tích dữ liệu và AI/ML – đều phụ thuộc mạnh mẽ vào cache để đáp ứng yêu cầu về tốc độ và trải nghiệm.
Hiệu quả của cache phụ thuộc vào vị trí đặt:
- Cache đặt trong server (bên cạnh VM) giúp loại bỏ các chuyến đi không cần thiết qua mạng, đem lại lợi ích rõ rệt.
- Cache trong hệ thống lưu trữ chia sẻ lại có giá trị hạn chế. Lấy dữ liệu từ cache của mảng lưu trữ gần như không khác gì lấy trực tiếp từ SSD – cả hai đều phải qua một lần “network hop”.
Tệ hơn, khi deduplication đặt nặng ở phía lưu trữ, dữ liệu trong cache thường phải rehydration (tái hợp khối dữ liệu) trước khi gửi đi, làm mất đi lợi thế vốn có của cache.
Kết quả là khoảng cách ngày càng lớn giữa kỳ vọng về hiệu quả cache và thực tế, đặc biệt khi ứng dụng ngày càng phụ thuộc nhiều hơn vào cache.
CÁCH DEDUPLICATION TẬP TRUNG VÀO LƯU TRỮ LÀM SUY YẾU RAM CACHE
Các nhà cung cấp All-Flash Array thường quảng bá deduplication như một tính năng tiết kiệm dung lượng. Về lý thuyết, deduplication và cache nên bổ trợ lẫn nhau – dữ liệu càng nhỏ, cache càng hiệu quả. Nhưng thực tế thì ngược lại.
Các block dữ liệu bị deduplicate trong mảng lưu trữ phải được rehydrate trước khi gửi sang VM. Điều này đồng nghĩa rằng ngay cả khi cache hit xảy ra, hệ thống vẫn phải tốn tài nguyên CPU để tái hợp dữ liệu trước khi rời khỏi mảng. Hiệu quả tăng tốc gần như bằng 0.
Từ góc nhìn ứng dụng, đây chỉ là “ảo giác tăng tốc” – mảng lưu trữ có thể báo cáo hiệu quả cache, nhưng với VM thì độ trễ gần như không khác gì đọc trực tiếp từ flash.
Ngoài ra, quá trình rehydration còn tiêu tốn CPU và RAM trong hệ thống lưu trữ, khiến doanh nghiệp phải overprovision tài nguyên để giữ hiệu năng, dẫn tới chi phí cao và hiệu suất không ổn định.
INFRASTRUCTURE-WIDE DEDUPLICATION: LỢI THẾ CỦA METADATA
Giải pháp để deduplication và RAM cache phối hợp hiệu quả là trì hoãn rehydration đến bước cuối cùng – ngay khi dữ liệu được VM tiêu thụ. Điều này chỉ khả thi khi metadata của deduplication được chia sẻ trên toàn hạ tầng, thay vì bị “khóa” trong mảng lưu trữ.
Với infrastructure-wide deduplication, VergeOS duy trì một cấu trúc metadata toàn cục bao trùm cả lưu trữ, ảo hóa và mạng. Điều này cho phép dữ liệu duy trì ở dạng deduplicated xuyên suốt quá trình di chuyển, chỉ được rehydrate khi đến VM hoặc ứng dụng.
Kết quả:
- Cache có thể đặt ngay trong server, bên cạnh workload.
- Các block cache duy trì trạng thái tối ưu, không bị lãng phí.
- Hiệu quả cache hit tăng 4–5 lần so với caching phía mảng lưu trữ.
Ứng dụng hưởng lợi với độ trễ thấp, phản hồi nhanh hơn và hiệu quả tài nguyên cao hơn.
SO SÁNH: DEDUPLICATION TẬP TRUNG VÀ DEDUPLICATION TOÀN HẠ TẦNG
Trong mô hình deduplication tập trung (Storage-Centric), cache thường được đặt trong mảng lưu trữ và phải đi qua mạng để tới ứng dụng. Điều này khiến hiệu quả giảm đi đáng kể, bởi dữ liệu đã được nén trùng lặp cần phải rehydrate (khôi phục) trước khi truyền, ngay cả khi nằm trong cache. Kết quả là tỷ lệ cache hit thấp, độ trễ không cải thiện nhiều và hệ thống còn tiêu tốn khá nhiều CPU và RAM của mảng lưu trữ. Về bản chất, mô hình này mang lại lợi ích nhiều hơn cho nhà cung cấp phần cứng lưu trữ thay vì cho doanh nghiệp vận hành ứng dụng.
Ngược lại, với deduplication toàn hạ tầng (Infrastructure-Wide), cache được đặt trực tiếp trong server, ngay bên cạnh VM. Dữ liệu chỉ cần rehydrate tại thời điểm được sử dụng, nhờ vậy cache hit hiệu quả hơn gấp 4–5 lần so với mô hình tập trung. Điều này giúp giảm đáng kể độ trễ, tăng tốc độ phản hồi ứng dụng, đồng thời tiết kiệm tài nguyên phần cứng. Quan trọng hơn, giá trị kinh doanh mà mô hình này mang lại là trực tiếp cho doanh nghiệp: hiệu năng ổn định, chi phí hợp lý và khả năng mở rộng hạ tầng dễ dàng để phục vụ các workload hiện đại.
KẾT LUẬN: DEDUPLICATION VÀ RAM CACHE – TỪ ĐỐI NGHỊCH ĐẾN BỔ TRỢ
Deduplication và RAM cache đều là công nghệ thiết yếu trong hạ tầng hiện đại. Tuy nhiên, trong các thiết kế tập trung lưu trữ, chúng thường cản trở lẫn nhau. Deduplication giảm dung lượng lưu trữ nhưng lại buộc phải rehydrate dữ liệu, làm mất đi lợi ích của cache.
Ngược lại, infrastructure-wide deduplication loại bỏ xung đột này. Bằng cách chia sẻ metadata trên toàn hạ tầng, dữ liệu duy trì trạng thái deduplicated cho đến khi được VM tiêu thụ. Cache được đặt ngay tại server, đem lại hiệu quả tăng tốc thực sự mà không bị penalty từ rehydration.
Sự khác biệt rõ ràng:
- Deduplication tập trung vào lưu trữ chỉ tối ưu cho nhà cung cấp.
- Deduplication toàn hạ tầng + RAM cache tối ưu cho doanh nghiệp – cải thiện hiệu năng, giảm chi phí và mở rộng quy mô cho các workload hiện đại như AI, phân tích dữ liệu và VDI.
Để tìm hiểu chi tiết hơn về lý do tại sao deduplication cần tiến hóa, bạn có thể tham khảo whitepaper “Building Infrastructure on Integrated Deduplication”.
Unitas cam kết đồng hành cùng doanh nghiệp, cung cấp các giải pháp và phân tích an ninh mạng tiên tiến nhất. Để nhận được tư vấn chuyên sâu hoặc hỗ trợ nhanh chóng, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email: info@unitas.vn hoặc Hotline: (+84) 939 586 168.
