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在1寸(甚至更小)磁盤上的極小設備。
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,再加上它結構簡單沒有活動件,相對而言,微型硬盤發展到了盡頭。
許多人預測同樣的事會在數據中心再次發生,因為全閃存陣列擠掉磁盤,稱雄已久。
他們認為這個過程如果沒有手機提供龐大的用戶群,可能會持續更長時間,然而至少在第一層存儲上,經濟型性能和耗電量成為了閃存的必然優勢。
“當用戶應用需要對性能可預測的時候,行業將轉向閃存。” 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,其次是傳統技術開始攤銷,舉個例子,你是否已經留意到你的EMC系統遷移減少了。”
然而,其他數據中心用戶慎之又慎——或者說是更現實。對于很多人而言,0層閃存很理想,全閃固態陣列又有點兒太過。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用,它的性能特點更優于閃存。
持久戰
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,與介質無關——進行長期數據保留。”為客戶實現不同陣列技術包括全閃存系統的 IT 集成商Fordway 總經理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,這里二八定律仍然適用,對于現在很多公司好的比率可能就是20%閃存容量給常用數據——80%硬盤容量給長期數據保留,備份和歸檔。”
同樣地,存儲研發公司X-IO Technologies近期推出了一個獲得存儲性能委員會標準滿分性價比的全閃陣列。但X-IO戰略&通信副總裁Gavin McLaughlin對硬盤未死也表示認同。
“我們看到很多人用大錘砸堅果,任何情況都使用全閃存,但對于一些工作負載,其實硬盤能做得更好,比如媒體流。”他繼續說。
“在進行刪除重復功能時,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勢,比如,我們會發現在討論的混合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品,比如VDI(虛擬桌面基礎設施)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——在為一系列程序繼續發展。比如在冷數據如備份,快照,近線歸檔或寫入日志文件的時候,閃存并不適用。
然而閃存容量持續增大,費用持續下降。此外,閃存特性不會對相關操作系統造成影響,如重復寫入單個cell耗損,還有引起閃存的整區塊被清除的寫入放大現象。
而混合陣列的優勢毫無疑問就是減少時間。特別是硬盤出現容量持續增長問題,有TB級驅動器可用,每一個驅動器依舊是一個單軸和一個單數據通道。
盡管我們能通過添加額外讀寫磁頭來使數據速率加倍,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動器自旋減慢,硬盤耗費了很多能量,發熱。如惠普發布用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,因為SSD不是均等的,有幾個不同的閃存技術,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包括企業級單層cell閃存比用于用戶級應用的MLC(multi-level cell)閃存更快更好但是更貴。其次,還有企業級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,用于主讀數據更便宜的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,每兩年替換驅動器來獲取成本收益。”
“但是云服務提供商可能希望存儲只是占數據中心的一角,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需求,還需要RAID 6嗎?”
Prassl也承認混合陣列在某些情況下更好,但他也認為這更多與公司大小和它的IT能力相關。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。”
“但是在大環境中,分層系統毫無意義。它對于分別優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。”
另外,你確定混合存儲的界限可以取決于技術。現在的許多混合陣列從前都是最初基于磁盤的產品現在有了閃存層,但我們也有對閃存進行優化的系統,現在有多層磁盤能允許有更廣泛的應用,而它們的性能特點有很大差別,這點毋庸質疑。
進一步要考慮的是你的閃存層不必進入到存儲系統中。如果你有一個服務器技術能做的,你也可以實現使用PCIe SSD基于主機的閃存。這比高性能應用陣列中的閃存更好,尤其是當你把整個應用程序置入服務器閃存卡上,但它對于數據保護方面很麻煩。
“事物是在不斷變化的,” Blanford表示,“今天我們銷售新型集中存儲,用閃存對常規數據進行讀寫,結果我們看到了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驅動器和自動分層的存儲解決方案給一個公有企業。現在他們在升級存儲,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。”
“所以磁盤現在是取代了磁帶用于第二存儲以及長期動態歸檔。磁帶始終在長期靜態數據歸檔中占有一席之地,但我們看到使用7K和5K SATA磁盤用于被動數據存儲,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。”
“成本也是一個關鍵因素。一個4TB或6TB磁盤驅動器每TB成本遠低于閃存成本,即使加上重復刪除功能。但不會持續,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據密度有限制。當他們接近物理極限時,驅動器將向閃存轉移。”
不可置信的數據收縮
在這里有一個預警——閃存還利用其他技術帶來的成本相對于硬盤降低。大的技術是重復刪除和壓縮,使得閃存在第一層存儲時實現功能非常靈活。
例如,惠普現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用程序,這也可能使管制行業出現問題——監管部門始終拒絕重復刪除和解凍數據作為一個真正的原始拷貝。
“不同的數據集對不同的數據簡化技術響應不同,” Pure Storage 首席技術傳教士,Vaughn Stewart如是說。
“重復刪除對文件和圖片大有益處,但不是對數據庫。比如壓縮對數據庫有好處但對圖片或操作系統二進制文件沒有好處。這就是說,一個平臺有更多的技術就會更加精細,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。”