一部好萊塢原創科幻冒險電影《星際穿越》,讓我們不得不惡補了一下相對論、量子力學、黑洞蟲洞理論,讓我們知道如何在N次空間內通過摩斯密碼與人類進行溝通。與之相比,在全閃存的世界,要想把SLC、MLC、TLC等NAND,LDPC和PCIe閃存卡、SAS/SATA閃存盤,NVMe、SAA/SATA接口等概念搞清楚,這也不是一件輕松的事情。
不知不覺的閃存2.0時代
不知不覺之中,現在已經是閃存2.0的時代,這讓很多人不得不惡補一下閃存1.0時代。
關于閃存,很多人的最直觀感受來自閃存盤。現在的電腦,開機速度越來越快,機身愈來愈薄,重量愈來愈輕,其中很重要的改變來自閃存盤。人們沒有更多的比較,從磁盤到閃存盤的過度很自然。但這是在消費端,在企業級應用端,閃存的應用就沒有這樣的輕松了。
在企業端,需要在PCIe閃存卡、全閃存陣列、混合陣列,以及NVMe、SAS/SATA端口上進行選擇,其性能特點各不相同,需要用戶根據實際情況進行選擇。其中,PMC所倡導的閃存2.0就和這些技術有關。
PMC Princeton架構
其中,從各種形式的NAND閃存顆粒,到最終的閃存卡、SAS/SATA盤存儲產品,這就像唐僧取經,不說九九八十一難,也還是有工作要做。PMC通過發布Princeton架構,為合作伙伴提供了軟件定義的閃存控制器,合作伙伴不需要關注NAND管理和發現,也不需要關注加密、緩存和日志管理,不需要關注主機接口,而是以Princeton為基礎,定制開發適合上層應用的閃存存儲產品。以PCIe閃存控制卡為例,此前的閃存卡基于私有協議定制開發,因此也被稱為閃存1.0時代。PMC軟件定義閃存,通過NVMe等開放的協議和標準將閃存帶入了2.0時代。
閃存控制卡參考固件設計
SATA還是PCIe這是一個問題
眾所周知,磁盤拖了系統性能的后腿。閃存的出現讓情況得到了徹底改觀。但怎樣使用閃存,是SAS/SATA盤的形式,還是PCIe閃存卡的方式,用戶會面臨一個選擇的問題。
談到閃存的應用,新浪網微博核心數據庫架構設計師楊尚剛表示,SAS已經出局,目前新浪多數使用SATA SSD, 部分應用上會使用PCIe SSD。 他指出,SATA SSD好處在于應用不需要更多改變,但同時他也指出,大量使用SSD盤,RAID卡等有可能會成為性能瓶頸,此外,SSD壽命的監控和生命周期的管理還不夠完善。據了解,新浪微博通過使用PCIe SSD,其服務器數從10臺降到3臺,成本和服務都有非常大的提高。
與新浪相比,國內領先的PCIe閃存卡制造商Memblaze高級戰略合作總監張泰樂的觀點更加明確,他表示SAS/SATA未來必將出局,未來的標準將是NVMe,無論是閃存卡,還是閃存盤,未來都會采用標準的NVMe。“SAS是磁盤的標準,在閃存的時代一定會被拋棄。”他說。
張泰勒表示,基于PMC優秀的芯片設計能力,通過其SDF功能,Memblaze能將自己的管理算法結合到控制器中,以達到更好的性能以及更低的成本。日前,Memblaze宣布了PBlaze4芯產品,根據介紹該產品未來有兩種產品形態,一個是卡形式,一個是盤的形態。其中,卡的形態適用于沒有8639接口(支持NVMe協議)的服務器,容量最高達6.4TB,對于盤形態,面對8639可以熱插拔的,最大的容量是4TB。
目前,對于閃存應用而言,價格無疑是一個主要的障礙。對此,PMC NVMe 存儲產品線總經理Derek Dicker表示,閃存的成本目前以每年50%的速度下降,這將為用戶掃除障礙,但與此同時,用戶也需要從每GB成本評估,轉為每IOPS的成本評估。他指出,對于成本的評估不僅從閃存的初始購買成本入手,還要從系統的角度進行衡量。閃存不僅可以帶來服務器數量上的節省,在節能和功耗上,也能夠帶來更多的節省。
張泰勒對閃存的價格有一個形象的比喻。“這就像汽車和自行車,人們購買汽車,不是因為它的價格降低到自行車的水平,而是因為汽車能夠帶來更快的速度和交通體驗。”他說。
小結
作為存儲介質的一場革命,閃存技術不僅要顛覆傳統以磁盤為核心的存儲技術,而且也會對IT產業產生影響和沖擊。以服務器為例,浪潮集團互聯網行業部資深架構師李璀就指出,閃存將會給服務器設計帶來新的挑戰,在PCIe、SAS/SATA之間如何取舍爭取最大的平衡,這都需要考慮的新話題。他表示,從供電到散熱,都需要進行統籌考慮。
可以預計,隨著閃存應用的不斷深入,陣列這種形式是否依然會存在,即使如全閃存陣列,其概念也將發生新的變化。但有一點可以預計,對于目前方興未艾的橫向擴展的分布式存儲應用而言,閃存將會給服務器帶來更多的性能改善,這必會為軟件定義存儲推波助瀾。所以說,一場深刻地改變才剛剛開始!