哪些現(xiàn)實(shí)難題阻礙了固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)一步普及？

全閃存數(shù)據(jù)中心：當(dāng)下是否已經(jīng)存在？未來(lái)是否可能出現(xiàn)？

我們是否真的能夠想象一座完全不使用傳統(tǒng)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，全部應(yīng)用程序執(zhí)行都依賴于固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)的數(shù)據(jù)中心？這正是Violin Memory公司在其“磁盤(pán)已死”活動(dòng)當(dāng)中提出的愿景。但，這是否真能代表未來(lái)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展方向？

Violin公司市場(chǎng)營(yíng)銷負(fù)責(zé)人Amy Love在博文中作出了貼近的比喻。“磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器作為主要IT數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的地位正逐漸被取代。全閃存數(shù)據(jù)中心對(duì)于許多企業(yè)而言在技術(shù)層面已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)……正如芬達(dá)吉他與主音吉他手已經(jīng)成為每個(gè)搖滾樂(lè)園的標(biāo)準(zhǔn)配備，閃存存儲(chǔ)平臺(tái)未來(lái)也將成為24/7全天候數(shù)據(jù)中心的核心所在。”

那么我們是否該認(rèn)同他的觀點(diǎn)呢？事實(shí)證明，大多數(shù)實(shí)際案例似乎并不支持他所作出的比喻。

構(gòu)建全閃存數(shù)據(jù)中心的思路似乎有些荒謬，因?yàn)槟壳暗闹髁鹘鉀Q方案是根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同為其提供差異化存儲(chǔ)位置：

·　　 對(duì)訪問(wèn)速度要求最高的主數(shù)據(jù)

·　　 速度要求相對(duì)低一些的即時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)

·　　 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)

·　　 備份數(shù)據(jù)

·　　 歸檔數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)已經(jīng)存在的時(shí)間長(zhǎng)度在整個(gè)生命周期當(dāng)中經(jīng)歷以上幾個(gè)階段。而根據(jù)數(shù)據(jù)總量以及訪問(wèn)時(shí)間需求，外加存儲(chǔ)介質(zhì)速度及成本水平作出考量，我們也需要利用不同類型的存儲(chǔ)介質(zhì)承載這些有價(jià)值信息。

閃存介質(zhì)的訪問(wèn)速度最快，但每GB使用成本也是最高的。緊隨其后速度較快而價(jià)格次高的為1萬(wàn)5千轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，接下來(lái)是萬(wàn)轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和7200轉(zhuǎn)大容量磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器——7200轉(zhuǎn)產(chǎn)品目前的最高存儲(chǔ)容量已經(jīng)達(dá)到10 TB。排在最后的則是磁帶產(chǎn)品，其每GB使用成本最低，而訪問(wèn)速度也最慢。

以上提到的內(nèi)容相信很容易理解，而如果我們將數(shù)據(jù)類別與存儲(chǔ)介質(zhì)類型一一對(duì)應(yīng)，就會(huì)得到以下這份表格：

這份表格的出現(xiàn)使我們不禁要問(wèn)，Violin公司提出的全閃存數(shù)據(jù)中心客戶到底該如何處理那些不適宜采用閃存存儲(chǔ)來(lái)承載的數(shù)據(jù)類別——其中包括參考數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)以及歸檔數(shù)據(jù)？

應(yīng)當(dāng)指出的是，Violin公司的每GB原始容量使用成本確實(shí)要高于1萬(wàn)5千轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，但在經(jīng)過(guò)重復(fù)數(shù)據(jù)刪除與壓縮處理之后，其實(shí)際每GB存儲(chǔ)容量使用成本已經(jīng)與1萬(wàn)5千轉(zhuǎn)磁盤(pán)基本持平、甚至更低——具體取決于數(shù)據(jù)壓縮比率。直觀地講，該公司的客戶已經(jīng)開(kāi)始將各類即時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)——例如電子郵件數(shù)據(jù)——保存在閃存介質(zhì)之上。

在這種情況下，他們可以將全部非高速訪問(wèn)型數(shù)據(jù)保存在自有基礎(chǔ)設(shè)施之外，例如使用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心或者交由云服務(wù)供應(yīng)商打理。

通過(guò)將所有訪問(wèn)速度要求較低但總量較大的數(shù)據(jù)交付至其它全部采用磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)中心，我們就可以建立起一整套全閃存數(shù)據(jù)中心方案，但這種說(shuō)法實(shí)在有點(diǎn)忽悠的意思。當(dāng)然，將數(shù)據(jù)交由公有云打理可就不算是忽悠了，如此一來(lái)我們確實(shí)能夠擁有一套名副其實(shí)的全閃存數(shù)據(jù)中心。

不過(guò)這樣的方案對(duì)于不少甚至是大多數(shù)企業(yè)及組織并不可行，因?yàn)檫@恐怕有違他們對(duì)于安全性及訪問(wèn)可靠性的要求。云服務(wù)偶爾會(huì)出現(xiàn)某些異常狀況，微軟的Azure此前就曾經(jīng)曝出停機(jī)事故。

那么對(duì)于需要處理非閃存適用性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心來(lái)講，如何才能實(shí)現(xiàn)全閃存轉(zhuǎn)化呢？

使用成本更為低廉的閃存算是解決方案之一，而戴爾公司就已經(jīng)在其SC（Compellent）系列陣列當(dāng)中使用由具備每單元3 bit（即TLC或者三層單元）技術(shù)的3D（即多層NAND）芯片構(gòu)建而成的3.8 TB SSD產(chǎn)品。

通過(guò)以多層方式構(gòu)建閃存芯片，并在每個(gè)單元當(dāng)中塞進(jìn)更多bit（至少要高于Violin系統(tǒng)當(dāng)中所使用的每單元2 bit，或者簡(jiǎn)稱為MLC），戴爾公司得以將每GB原始容量使用成本控制在與1萬(wàn)5千轉(zhuǎn)磁盤(pán)等同的水平。在經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)縮減處理之后，其使用成本甚至可以與萬(wàn)轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器相等，這就使得閃存介質(zhì)的適用范疇得了治病更多數(shù)據(jù)類別。

戴爾的3.84 TB TLC SSD與SC系列存儲(chǔ)陣列。

不過(guò)其仍然無(wú)法取代7200轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器與磁帶存儲(chǔ)方案。

除非大家愿意將參考、備份與歸檔數(shù)據(jù)發(fā)送至云端，否則目前的全閃存數(shù)據(jù)中心還不適合我們。

閃存技術(shù)的支持者們會(huì)強(qiáng)調(diào)閃存產(chǎn)品的不斷迭代，包括 3D 每單元4 bit或者簡(jiǎn)稱QLC方案，有可能將使用成本控制在比7200轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器更低的水平。他們還會(huì)強(qiáng)調(diào)，閃存介質(zhì)的速度表現(xiàn)遠(yuǎn)高于普通磁盤(pán)，而且對(duì)能源消耗量及冷卻體系的要求也低得多。再加上數(shù)據(jù)削減能力，這一切都將有效降低整體擁有成本，并在當(dāng)下實(shí)現(xiàn)低于1萬(wàn)5千轉(zhuǎn)磁盤(pán)甚至與萬(wàn)轉(zhuǎn)磁盤(pán)持平的使用成本。

目前3D TLC閃存產(chǎn)品已經(jīng)能夠在一定程度上沖擊7200轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的市場(chǎng)份額，而下一代閃存技術(shù)應(yīng)該會(huì)進(jìn)一步壓縮7200轉(zhuǎn)磁盤(pán)產(chǎn)品的生存空間。

而那些抱持著“夠用就行”的磁盤(pán)產(chǎn)品支持者們則向閃存派大呼“醒醒吧！目前全球閃存芯片存儲(chǔ)容量的整體產(chǎn)能根本不足以取代7200轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。”

他們說(shuō)的沒(méi)錯(cuò)。美光公司的存儲(chǔ)業(yè)務(wù)部門(mén)負(fù)責(zé)人Darren Thomas在今年7月的新聞發(fā)布會(huì)上指出，目前其閃存代工能力只能夠提供相當(dāng)于全球存儲(chǔ)容量總需求中4%的比例。他同時(shí)作出預(yù)測(cè)，稱隨著閃存代工全面進(jìn)入3D技術(shù)時(shí)代，未來(lái)閃存總產(chǎn)出容量大約會(huì)占到全球需求比例中的12%。但在此之后，只有建設(shè)更多閃存代工生產(chǎn)線才能進(jìn)一步滿足客戶需求。

從零開(kāi)始興建一條閃存代工生產(chǎn)線大約需要耗資150億到200億美元。目前的四大閃存代工廠商——三星、美光、東芝以及海力士——則需要在這方面投入上萬(wàn)億美元甚至更多以實(shí)現(xiàn)更高bit容量的閃存代工能力。這意味著其中每一家企業(yè)都需要拿出數(shù)千億美元——因此這樣的情況根本不可能發(fā)生，至少在我們的有生之年是沒(méi)戲了。

而真正將要成為現(xiàn)實(shí)的是，全閃存數(shù)據(jù)中心將不斷擴(kuò)展自己的適用范圍。所有存儲(chǔ)陣列供應(yīng)商以及超融合型基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備及融合型服務(wù)器/存儲(chǔ)/網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商都將采用3D TLC閃存介質(zhì)。對(duì)于1萬(wàn)5千轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的需求將逐步消失，而萬(wàn)轉(zhuǎn)磁盤(pán)的市場(chǎng)需求量也將隨之降低。

結(jié)合將參數(shù)、備份與歸檔數(shù)據(jù)交由云端處理的思路，我們未來(lái)也許真的會(huì)迎來(lái)完全不涉及任何傳統(tǒng)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器方案的內(nèi)部數(shù)據(jù)中心體系。

不過(guò)公有云數(shù)據(jù)中心在未來(lái)幾年當(dāng)中仍然將以磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器為中心，而且相當(dāng)比例甚至大多數(shù)的內(nèi)部數(shù)據(jù)中心也將遵循這一固有設(shè)計(jì)思路。

全閃存數(shù)據(jù)中心對(duì)于大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)僅僅是一種夢(mèng)想，而閃存支持者們需要盡快清醒過(guò)來(lái)面對(duì)現(xiàn)實(shí)。我們拿不出足夠的閃存容量為承載全部數(shù)據(jù)——實(shí)際情況就是這么簡(jiǎn)單。