早期智能手機中一些里面有硬盤——存儲一個或兩個千兆字節(jié)在1寸(甚至更小)磁盤上的極小設(shè)備。
主要是因為以前閃存很貴而且不太可信,盡管我們知道它是如何產(chǎn)生的,反之磁盤就兩說了。之后閃存變得越來越便宜,再加上它結(jié)構(gòu)簡單沒有活動件,相對而言,微型硬盤發(fā)展到了盡頭。
許多人預(yù)測同樣的事會在數(shù)據(jù)中心再次發(fā)生,因為全閃存陣列擠掉磁盤,稱雄已久。
他們認(rèn)為這個過程如果沒有手機提供龐大的用戶群,可能會持續(xù)更長時間,然而至少在第一層存儲上,經(jīng)濟型性能和耗電量成為了閃存的必然優(yōu)勢。
“當(dāng)用戶應(yīng)用需要對性能可預(yù)測的時候,行業(yè)將轉(zhuǎn)向閃存。” 閃存陣列廠商SolidFire營銷部副總裁,Jay Prassl如是說。
“首先由于成本下降到大眾可消費等級,其次是傳統(tǒng)技術(shù)開始攤銷,舉個例子,你是否已經(jīng)留意到你的EMC系統(tǒng)遷移減少了。”
然而,其他數(shù)據(jù)中心用戶慎之又慎——或者說是更現(xiàn)實。對于很多人而言,0層閃存很理想,全閃固態(tài)陣列又有點兒太過。相對于它們,磁盤依然是近線存儲很好的選擇,而且對于許多一層應(yīng)用,它的性能特點更優(yōu)于閃存。
持久戰(zhàn)
那么下一步你是否在想要買哪種陣列,如何選擇全閃和混合陣列?沒有磁盤我們也無所謂嗎?
“簡而言之,不行,除非你有一個特殊案例只要求性能,與介質(zhì)無關(guān)——進行長期數(shù)據(jù)保留。”為客戶實現(xiàn)不同陣列技術(shù)包括全閃存系統(tǒng)的 IT 集成商Fordway 總經(jīng)理Richard Blanford如是說。
“對于很多公司而言,最佳解決方案是一個混合陣列或一個分布式智能文件系統(tǒng),這里二八定律仍然適用,對于現(xiàn)在很多公司好的比率可能就是20%閃存容量給常用數(shù)據(jù)——80%硬盤容量給長期數(shù)據(jù)保留,備份和歸檔。”
同樣地,存儲研發(fā)公司X-IO Technologies近期推出了一個獲得存儲性能委員會標(biāo)準(zhǔn)滿分性價比的全閃陣列。但X-IO戰(zhàn)略&通信副總裁Gavin McLaughlin對硬盤未死也表示認(rèn)同。
“我們看到很多人用大錘砸堅果,任何情況都使用全閃存,但對于一些工作負(fù)載,其實硬盤能做得更好,比如媒體流。”他繼續(xù)說。
“在進行刪除重復(fù)功能時,閃存是一個合適的解決方案,可它并非在所有場合都有它的優(yōu)勢,比如,我們會發(fā)現(xiàn)在討論的混合VS閃存項目中問題在于延遲,而你可以從混合陣列獲得一樣的IOPS。”
“當(dāng)人們說‘閃存是未來’的時候我會沮喪,因為我的工作是對于不同的方案推薦不同的產(chǎn)品,比如VDI(虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)施)它對I/O有真正的需求,典型用于混合陣列。”
“如果是Microsoft Exchange或者媒體流,硬盤最好,因為他們很穩(wěn)定而且有這個容量。而對于實時或交易程序,是閃存的用武之地。”
懸而未決
保留硬盤有重要意義,畢竟它是一個成熟的技術(shù)——在為一系列程序繼續(xù)發(fā)展。比如在冷數(shù)據(jù)如備份,快照,近線歸檔或?qū)懭肴罩疚募臅r候,閃存并不適用。
然而閃存容量持續(xù)增大,費用持續(xù)下降。此外,閃存特性不會對相關(guān)操作系統(tǒng)造成影響,如重復(fù)寫入單個cell耗損,還有引起閃存的整區(qū)塊被清除的寫入放大現(xiàn)象。
而混合陣列的優(yōu)勢毫無疑問就是減少時間。特別是硬盤出現(xiàn)容量持續(xù)增長問題,有TB級驅(qū)動器可用,每一個驅(qū)動器依舊是一個單軸和一個單數(shù)據(jù)通道。
盡管我們能通過添加額外讀寫磁頭來使數(shù)據(jù)速率加倍,但仍有帶寬,讀取延遲等問題。
還有一個重要問題,且不論近線陣列在沒有被訪問時驅(qū)動器自旋減慢,硬盤耗費了很多能量,發(fā)熱。如惠普發(fā)布用SSD取代磁盤,它的全閃3PAR StoreServ陣列用低于76%的電量來提高5倍延遲。
這個性能的級別,閃存也可以讓你用最少的“硬盤”得到更多帶寬,你能不受讓磁頭讀入磁盤的速度限制。(在閃存出現(xiàn)之前,這意味著在一個陣列里你需要許許多的多空硬盤,而每個硬盤只能給陣列性能提高極小的IOPS)。
相反,閃存給出了一個挑戰(zhàn),因為SSD不是均等的,有幾個不同的閃存技術(shù),而且很多也是不同等級的。
在高端市場,一個超融合裝置可能包含PCIe SSD,而SSD包括企業(yè)級單層cell閃存比用于用戶級應(yīng)用的MLC(multi-level cell)閃存更快更好但是更貴。其次,還有企業(yè)級MLC,有比一般MLC更低的錯誤率,加上更高容量但更慢的三層cell。
SNIA大師現(xiàn)在給出的建議是,你不僅要把混合陣列作為新主流,還要能針對不同的需求計劃使用不同的SSD類型,就像你用硬盤一樣,這并不奇怪。舉個例子,用于寫入密集型工作的是PCIe SSD,因為他有更長的寫入壽命,用于主讀數(shù)據(jù)更便宜的SATA SSD。
沒有更多的層
“你還需要看壽命,” McLaughlin表示,“一些人覺得用戶級閃存很好,每兩年替換驅(qū)動器來獲取成本收益。”
“但是云服務(wù)提供商可能希望存儲只是占數(shù)據(jù)中心的一角,并且不再需要維護。這種情況下通常是硬盤或是其他企業(yè)級閃存能令人驚喜。”
“記住媒體是一個工具但未必是一個解決方案。人們說他們需要一個功能,比如RAID 6的。為什么?如果我們能用其他方式滿足企業(yè)需求,還需要RAID 6嗎?”
Prassl也承認(rèn)混合陣列在某些情況下更好,但他也認(rèn)為這更多與公司大小和它的IT能力相關(guān)。他表示即使SSA是坐落在一個更大的基于磁盤海的島嶼,它們的性能也高過那些額外的管理費用。
“中小型市場將不再滿足于兩種存儲形式”
“我堅信分層存儲系統(tǒng)在中型市場很強大,如Nimble,那是全閃存奮斗的地方,因為中小型市場將不再滿足于兩種存儲形式。”
“但是在大環(huán)境中,分層系統(tǒng)毫無意義。它對于分別優(yōu)化存儲和性能的兩個單獨存儲池更加有效,而且減小了管理挑戰(zhàn)。”
另外,你確定混合存儲的界限可以取決于技術(shù)。現(xiàn)在的許多混合陣列從前都是最初基于磁盤的產(chǎn)品現(xiàn)在有了閃存層,但我們也有對閃存進行優(yōu)化的系統(tǒng),現(xiàn)在有多層磁盤能允許有更廣泛的應(yīng)用,而它們的性能特點有很大差別,這點毋庸質(zhì)疑。
進一步要考慮的是你的閃存層不必進入到存儲系統(tǒng)中。如果你有一個服務(wù)器技術(shù)能做的,你也可以實現(xiàn)使用PCIe SSD基于主機的閃存。這比高性能應(yīng)用陣列中的閃存更好,尤其是當(dāng)你把整個應(yīng)用程序置入服務(wù)器閃存卡上,但它對于數(shù)據(jù)保護方面很麻煩。
“事物是在不斷變化的,” Blanford表示,“今天我們銷售新型集中存儲,用閃存對常規(guī)數(shù)據(jù)進行讀寫,結(jié)果我們看到了10K和15K RPM硬盤開始消失。”
“幾年前,我們提供了一個包含許多15K驅(qū)動器和自動分層的存儲解決方案給一個公有企業(yè)?,F(xiàn)在他們在升級存儲,在此過程中15K磁盤換成閃存為第一層存儲,SATA磁盤為第二層存儲。”
“所以磁盤現(xiàn)在是取代了磁帶用于第二存儲以及長期動態(tài)歸檔。磁帶始終在長期靜態(tài)數(shù)據(jù)歸檔中占有一席之地,但我們看到使用7K和5K SATA磁盤用于被動數(shù)據(jù)存儲,推動容量增長以及降低能量使用。事實上,加上閃存要么插入新一層存儲要么替換15K磁盤。”
“成本也是一個關(guān)鍵因素。一個4TB或6TB磁盤驅(qū)動器每TB成本遠(yuǎn)低于閃存成本,即使加上重復(fù)刪除功能。但不會持續(xù),因為閃存成本下降,容量增加,再加上你能從磁盤片上獲取的數(shù)據(jù)密度有限制。當(dāng)他們接近物理極限時,驅(qū)動器將向閃存轉(zhuǎn)移。”
不可置信的數(shù)據(jù)收縮
在這里有一個預(yù)警——閃存還利用其他技術(shù)帶來的成本相對于硬盤降低。大的技術(shù)是重復(fù)刪除和壓縮,使得閃存在第一層存儲時實現(xiàn)功能非常靈活。
例如,惠普現(xiàn)在使用閃存是用一個四分之一機架陣列替換四個高端存儲機架,可以減小80%功耗,。
然而,即使它有利于許多應(yīng)用程序,這也可能使管制行業(yè)出現(xiàn)問題——監(jiān)管部門始終拒絕重復(fù)刪除和解凍數(shù)據(jù)作為一個真正的原始拷貝。
“不同的數(shù)據(jù)集對不同的數(shù)據(jù)簡化技術(shù)響應(yīng)不同,” Pure Storage 首席技術(shù)傳教士,Vaughn Stewart如是說。
“重復(fù)刪除對文件和圖片大有益處,但不是對數(shù)據(jù)庫。比如壓縮對數(shù)據(jù)庫有好處但對圖片或操作系統(tǒng)二進制文件沒有好處。這就是說,一個平臺有更多的技術(shù)就會更加精細(xì),能提供的也更多。”
“那么問題來了,如果價格平等,你更想要一個磁盤還是閃存?”
“我覺得兩年內(nèi)我們也會在二層容量存儲市場看到閃存:它的功率是十分之一,相對每個機架,有了更多的存儲容量。”