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2013年话题回顾:闪存带来的变革

发布时间:2014-01-14 09:35:00 来源:比特网 作者:huanghui
关键字:2013年话题 全闪存阵列 闪存 阵列

  经过了一年飞速发展,各大存储厂商的闪存产品几乎在2013年更新了一遍,闪存在数据中心中也担任了越来越多的角色。我们看到服务器中有PCIe闪存卡,存储阵列中有全闪存阵列和混合阵列,即便是RAID卡等一些板卡产品也逐渐的将掉电保护模块换做闪存。从这些产品中可以看到存储厂商对闪存的发展做了很多思考,本篇文章则将对闪存的发展现状和未来的趋势做一个总结和探讨。

  闪存的优势和发展瓶颈

  当下谈起闪存的优势主要还是针对磁盘来讲,15000转速的磁盘IOPS在200左右,磁盘转速达到15000已经很难再有所提升,而当下主流的SSD都能做到2万到4万IOPS(Fusion-io的PCIe SSD可以做到数十万IOPS)。粗略的估算下闪存将IOPS较磁盘提高至少2个数量级,所以闪存能够在短时间里迅速的被应用到数据中心的多个环节;除了性能,闪存在稳定性、降低能耗以及防震方面的表现都比磁盘做的好很多。

  另外值得一提的是闪存的发展瓶颈,Fusion-io大中华区总经理张子西的观点,闪存从发明到进入快速的发展时期其中一个很重要的转折点是MLC开始在企业级闪存产品中大规模应用。张子西指出从SLC到MLC,成本可以大幅度地降低成本,但是之前MLC在稳定性和耐擦写的特性都不能达到企业级的标准,随着这些技术瓶颈的突破,闪存才算是真正开始走向大规模应用。当下,相比磁盘,闪存的主要劣势还是在成本方面,闪存每GB的成本还是比磁盘高的多,所以闪存成本每一次下跌都将使得闪存在数据中心的地位向前迈一大步。

  新一代主流存储介质带来的变革

  很多人认为闪存将会成为磁盘之后的主流存储介质,这意味着磁盘建立起来的一套存储生态圈很有可能被推翻并由重新建立。笔者将闪存将会影响到的存储技术和产品归为三类。

  第一类是磁盘/磁带。前文中所进行的讨论主要是围绕存储介质的发展来谈的,从磁带到磁盘,再到今天的闪存。闪存要成为主流,首先要打败的就是磁盘,现在在看性能、功耗等方面闪存是完胜的,成本方面闪存取得最后的胜利也将是毫无疑问的。现在闪存缺少的是积累,不管是在解决方案还是客户上,随着解决方案和客户的积累,闪存将建立起自己的一个生态圈并且顺利成为新一代的主流存储介质。

  第二类:接口。从5400转到7200再到之后的万转和15000转磁盘,提高转速是磁盘厂商的一个研发重点。但是接口方面的变化却不是很大,主要原因应该是SATASAS完全能够满足磁盘对带宽的需求,提高磁盘性能的瓶颈在于磁头寻道的高延迟而不是接口带宽不足。当介质从磁盘变为闪存颗粒,瓶颈也从磁头寻道转移到了接口的带宽,Fusion-io所做的工作能够说明这个问题。作为最早一批做PCIe闪存卡的厂商,Fusion-io几乎击败了包括STEC在内的所有SSD友商成为最为成功的闪存厂商之一。究其原因应该就是Fusion-io把握住了闪存当下应当扮演的角色以及闪存应该做的一个形态。

  Fusion-io最直接的工作就是做PCIe闪存卡,并将之加入到服务器中进而实现对应用的加速。PCIe接口本身的带宽较高,而且是服务器中有广泛应用的接口。通过Fusion-io的一块PCIe闪存卡,即可满足应用数十万的IOPS的需求。而SATA/SAS则很难达到这样一个水平,所以说闪存时代中,接口的规范将会发生非常大的变革。

  接口的发展接下来一步将是PCIe接口的规范化问题,做这件事最有名的是Intel等存储公司牵头的NVMe联盟。这个联盟的宗旨是将PCIe的接口做的更像一个工业标准供闪存卡厂商使用。相比PCIe的快速发展,传统的磁盘接口发展仅仅表现在按部就班的升级带宽。

  第三类:存储阵列。在闪存这个话题的讨论中很多人指出在过去十年中CPU性能增长了8~10倍,DRAM性能增长了7~9倍,网络速度增长了超过100倍,各种总线性能也增长了十几倍到二十倍不等,但是磁盘的性能只增长不到2倍。这些数据意味着磁盘使得存储成为数据中心发展的一大短板,为了补齐短板,用户不得不堆积更多的硬盘,加更多的磁盘阵列。很明显在堆积了数百块硬盘之后,用户会发现自己仅仅是需要存储阵列能将IOPS提高至十万级,但是他根本不需要数百TB的容量。现在解决这个问题有一个很直接的方法,将磁盘阵列拿掉只留用于备份和归档这些对容量要求较高但是不要求高性能的节点,然后在服务器中加一块PCIe的闪存卡。存储阵列这个磁盘生态圈中非常重要的一种产品将来会在数据中心担任一个什么角色现在并没有定论,可能像今天的磁带库一样只在归档等一些特定的场景下有一些应用或者直接走向消亡。

  值得一提的是全闪存阵列和混合阵列。2013年几大主流存储厂商都推出了自己最新的全闪存阵列产品。全闪存阵列主打高性能,主流全闪存阵列能够使得1U的阵列实现40万IOPS的性能,但是价格较高,容量在10TB左右。混合阵列则兼顾性能和容量两者的需求,通过软件实现SSD与HDD的分层存储,热数据存在SSD上,稍冷的数据被存在HDD上。

  不管是全闪存阵列还是混合阵列,其主要的思路还是要提高存储阵列的性能,作为存储阵列,配上SAS SSD,虽然性能提高很多,但是两者都没能摆脱磁盘阵列带来的传统思维。闪存将存储介质的性能提高两到三个数量级之后,存储在数据中心的形式或许会得到改变。Fusion-io提供了一种思路,PCIe SSD加入到数据中心之后,用户无需再堆积硬盘实现高性能,那么将来的闪存或许会是数块PCIe SSD直接插进数据中心中。

  不管是初创存储厂商还是存储巨头都在想怎么破闪存这个局,Fusion-io的张子西近日的一篇《全闪存数据中心》文章指出随着闪存数据中心的好处不断增加,闪存正在逐渐成为行业标准,因此现在试水终将会为未来的数据中心铺平道路。这是Fusion-io对闪存发展方向的一个思考,那么将来是否会有全闪存数据中心,全闪存阵列和混合阵列是否能成为磁盘阵列的接班产品都是一个未知数。


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