時至今日，閃存發(fā)展速度確實相當驚人。而閃存存儲業(yè)務到底是一片虛構(gòu)而成的樂土，抑或是已經(jīng)被全面納入IT體系當中？
閃存陣列提供更為出色的數(shù)據(jù)訪問速度，然而SSD在實現(xiàn)遠低于磁盤驅(qū)動器的延遲水平之外，亦擁有更加可觀的使用成本。不過客戶也能夠著眼于未來五年的功耗水平、冷卻開銷以及機架空間節(jié)約量等指標將基視為長期使用成本更為低廉的存儲方案。
大家也可以將每一次存儲事務作為因素納入成本考量。
新的全閃存陣列在數(shù)據(jù)管理服務方面仍無法與傳統(tǒng)陣列相匹敵。而在將SSD要素添加至現(xiàn)有陣列架構(gòu)當中時，其控制器軟件在更新后則能夠很好地支持SSD，意味著此類新型混合陣列能夠提供遠高于全磁盤陣列的性能表現(xiàn)、理想的成本水平以及幾乎可同全閃存陣列相抗衡的速度表現(xiàn)--外加其不具備的數(shù)據(jù)服務。
現(xiàn)代陣列廣泛使用SSD，而新型SSD產(chǎn)品在使用壽命上往往優(yōu)于早期產(chǎn)品，其主要實現(xiàn)手段在于盡可能降低指向閃存芯片上特定存儲塊的寫入速率。閃存陣列能夠提供更出色的IO水平，占地空間更小且無需利用多個主軸即可增加整體UO速率。
IDC公司研究主管Eric Burgener表示："各供應商樂于面向閃存進行產(chǎn)品優(yōu)化，旨在實現(xiàn)更理想的性能水平、更長使用壽命、更高可靠性以及更低每GB使用成本。其中最為成功的供應商能夠以非常順暢的方式將傳統(tǒng)專有應用模式轉(zhuǎn)換及合并為混合型工作負載。"
以閃存求性能并以磁盤求容量的混合型陣列擁有較單純專注性能的閃存陣列更為廣泛的工作負載匹配能力，特別那些擁有豐富數(shù)據(jù)管理服務集合的混合陣列產(chǎn)品。
目前最常見的設(shè)計思路在于，如果某臺傳統(tǒng)陣列需要在現(xiàn)有高存儲容量基礎(chǔ)上實現(xiàn)高性能，則直接向其中添加閃存元素。不過如果大家對數(shù)據(jù)訪問速度的需求遠高于對存儲容量以及現(xiàn)有數(shù)據(jù)管理服務的依賴，那么專用型全閃存陣列則是更好的選擇。
閃存的成本削減之路
閃存的最大弊端在于成本高昂，但這一問題已經(jīng)成為眾多芯片制造商與陣列供應商的頭號關(guān)注議題。MLC--雙層單元--閃存如今已經(jīng)成為主流，而SATA與SAS SSD也憑借著這類芯片成功得以普及。采用此類SD的陣列通常配備內(nèi)聯(lián)重復數(shù)據(jù)刪除與壓縮功能，旨在盡可能提升可用存儲容量。
閃存設(shè)備控制器也變得更加高效，且在降低隱藏容量空間的同時確保驅(qū)動器仍然擁有良好的使用壽命及成本水平。
PCIe閃存憑借著PCIe總線實現(xiàn)更高訪問速度，其不需要SATA或者SAS協(xié)議轉(zhuǎn)換，并因此得到廣泛推崇。另外，NVMe驅(qū)動器作為一類新標準也得到廣泛采納，這意味著大家無需依靠PCIe制造商或者使用特定的設(shè)備驅(qū)動器。
3D芯片構(gòu)建技術(shù)已經(jīng)得到長足發(fā)展，意味著傳統(tǒng)平面或者2D閃存已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向擁有32層乃至48層結(jié)構(gòu)的大容量芯片，但同時亦無需提升芯片體積。由于可支配空間更大，因此廠商能夠采用相對較大的存儲單元尺寸，這使得三層單元TLC閃存完全達到了企業(yè)級使用壽命要求。三星公司已經(jīng)利用這項技術(shù)推出一款15 TB SSD，而且預計將在2016/17年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)與銷售，也許屆時該產(chǎn)品將順利超越磁盤驅(qū)動器的容量上限--目前磁盤驅(qū)動器仍然掙扎在10 TB關(guān)口上。
非易失性內(nèi)存進一步提高速度表現(xiàn)
隨著市場的關(guān)注度從容量轉(zhuǎn)向性能，英特爾與美光雙方在2016年帶來了其3D XPoint內(nèi)存方案。這款非閃存、非易失性內(nèi)存將擁有字節(jié)可尋址能力，即不再像閃存那樣采用塊尋址機制。根據(jù)說明，XPoint的性能可達到閃存的1000倍，使用壽命亦為其1000倍。另外，XPoint的成本雖然較DRAM為低，但肯定要遠高于閃存產(chǎn)品。
其設(shè)計定位在于作為持久性內(nèi)存而非存儲介質(zhì)，從而顯著提高服務器內(nèi)應用程序的運行速度。
另一項技術(shù)成果，即NVMe over fabrics，將帶來RDMA（即遠程直接內(nèi)存訪問）同年同月，意味著客戶能夠在服務器與外部（閃存陣列）之間實現(xiàn)PCIe總線級別的訪問速度，從而大幅降低數(shù)據(jù)訪問延遲。
基本上，閃存與閃存類技術(shù)承諾帶來前所未有的低延遲與存儲陣列網(wǎng)絡(luò)訪問延遲，同時不斷降低每GB資源使用成本。
現(xiàn)有閃存陣列正全面統(tǒng)治SPC-1（隨機IO）與SPC-2（數(shù)據(jù)吞吐能力）存儲基準測試。富士通公司的DX600 S3全閃存陣列就擁有出色的SPC-1測試評分，憑借著320206.35的創(chuàng)紀錄IOPS笑傲中端陣列市場。而位列第二的3PAR 7400則擁有每IOPS 1.54美元的優(yōu)異使用成本。
目前全閃存3PAR 20850位列SPC-2基準測試榜首。
閃存使用方式層面的技術(shù)發(fā)展亦在進行當中。富士通實驗室已經(jīng)開發(fā)出一種內(nèi)存內(nèi)數(shù)據(jù)庫軟件使用方式，能夠?qū)⒆x取與寫入命令直接發(fā)送至SSD中的閃存芯片處，從而將傳統(tǒng)連續(xù)訪問轉(zhuǎn)化為并發(fā)訪問機制。
富士通方面還開發(fā)出一款軟件控制型PCIe SSD產(chǎn)品，其中包含16條控制通道與256塊內(nèi)置閃存芯片，可提供高達每秒5.5 GB傳輸帶寬。我們將在2017年看到這項技術(shù)以實際產(chǎn)品形式推出。
逐步成熟的閃存陣列設(shè)計
早期閃存陣列往往源自主流供應商或多或少將SSD添加至磁盤驅(qū)動器插槽內(nèi)并將其作為高速磁盤使用。新型設(shè)計則更進一步，對陣列操作系統(tǒng)做出更新，從而最大程度發(fā)揮閃存性能優(yōu)勢并確保其更好地接入IT環(huán)境。舉例來說，富士通DX200F：
采用與其它富士通DX陣列家族成員相同的管理系統(tǒng)
采用現(xiàn)有集群功能以實現(xiàn)高可用性
采用DX RAID架構(gòu)
擁有服務質(zhì)量與精簡配置功能
同步與異步遠程復制功能
在保留各項家族特性之外，其還提供高達76萬IOPS與每秒12 GB傳輸帶寬，而寫入延遲與讀取延遲分別僅為88微秒與180微秒。
這套系統(tǒng)能夠全面兼容現(xiàn)有富士通DX環(huán)境并利用同一套集中管理控制臺實現(xiàn)管理。
過期以及訪問頻率較低的數(shù)據(jù)能夠從DX200F被轉(zhuǎn)移至混合或者全磁盤DX系統(tǒng)當中，從而將寶貴的閃存容量交由新的、訪問頻率更高的數(shù)據(jù)使用。而最終陳舊數(shù)據(jù)將被遷移至歸檔磁帶中以滿足監(jiān)管及其它需求。
IT管理者在考量數(shù)據(jù)生命周期時將非常需要這種能力的配合，即將數(shù)據(jù)中心拆分為多條數(shù)據(jù)流，同時對各存儲層內(nèi)的數(shù)據(jù)進行優(yōu)化以根據(jù)重要性為其指定訪問速度。
有些人認為Violin Memory公司是這一專業(yè)閃存模塊領(lǐng)域的先驅(qū)者，其VIMM（即Violin內(nèi)聯(lián)存儲模塊）閃存驅(qū)動器則是首款此類產(chǎn)品，不過DSSD已經(jīng)舉起接力棒并奮力沖刺。
閃存系統(tǒng)如火如荼
全閃存陣列供應商目前普遍擁有良好的業(yè)績表現(xiàn)。全部現(xiàn)有主流存儲供應商都報出了兩位數(shù)的閃存存儲業(yè)務季度同比業(yè)務增長。
由戴爾、EMC、惠普、IBM以及NetApp提供的單一及雙控制器架構(gòu)磁盤與混合閃存/磁盤陣列在營收層面遭遇下滑或者持平，而來自這些廠商的全閃存陣列則迎來可觀的兩位數(shù)同比增長甚至是環(huán)比增長，而這正是市場需求的最好體現(xiàn)。各全閃存陣列初創(chuàng)企業(yè)--除了Violin--也擁有強勁的營收增幅。
全閃存陣列供應商Pure Storage公司報出令人矚目的季度運營成績，不過Nimble Storage本季度混合陣列的增長幅度卻遠遠低于預期--這主要是由于其缺少全閃存產(chǎn)品作為支持。
由此得出的結(jié)論是，目前市場對于高性能存儲方案擁有巨大的潛在需求，這主要是受到服務器虛擬化、多插槽方案、多核心CPU以及服務器IO容量增長的推動。不過單憑存儲陣列已經(jīng)無法滿足這種需求，服務器及其運行的應用程序不得不忍受IO等待，并期盼存儲陣列能夠快速趕上。
采用全閃存陣列意味著服務器的潛力能夠得到釋放，并平衡計算資源與IO之間的供給關(guān)系。另外，全閃存陣列、混合陣列以及磁盤陣列采用同樣的管理機制與數(shù)據(jù)服務則意味著，客戶的數(shù)據(jù)中心管理體系無需針對新型閃存存儲系統(tǒng)及其子系統(tǒng)進行重新調(diào)整。
客戶正在逐步將延遲敏感型工作負載遷移至全閃存陣列當中，因為閃存的每GB使用成本在經(jīng)過數(shù)據(jù)體積削減后已經(jīng)低于1萬5千轉(zhuǎn)磁盤驅(qū)動器水平，并趨近于萬轉(zhuǎn)磁盤級別。在將功耗節(jié)約、冷卻開銷以及機架空間降低等因素考慮進來之后，閃存陣列的整體持有成本將顯著低于這些傳統(tǒng)陣列方案。
我們還沒有看到閃存產(chǎn)品的爆發(fā)式增長，不過這種趨勢正漸漸強化并將在未來幾年當中越來越多地擠占傳統(tǒng)陣列的銷售額。
另外，完全采用全閃存方案的數(shù)據(jù)中心并不會全面普及，因為眾多二級數(shù)據(jù)仍然適合被存儲在總體持有成本更低的磁盤當中。再有，磁帶歸集機制也仍然擁有明確的生存空間--負責承載那些未來可能被用到的參考及/或合規(guī)數(shù)據(jù)。
咨詢師Enrico SIgnoretti總結(jié)出了以下幾類閃存使用標準：
企業(yè)+一級數(shù)據(jù)=全閃存
企業(yè)+大量復雜項目=混合型陣列（我們經(jīng)常看到很多場景下由全閃存陣列承載一級數(shù)據(jù)，由混合型陣列承載二級數(shù)據(jù)）
分層/緩存為二級系統(tǒng)中的最優(yōu)選項
中小型企業(yè)=混合型陣列（并往往不涉及大量分層/緩存）--更多是單一設(shè)備提供全閃存加混合存儲資源
與以往一樣，IT決策需要在多種選項當中找到平衡點--而讓人振奮的是，如今我們的選擇不再局限對不起磁盤與磁帶。現(xiàn)在我們有了全閃存、混合閃存與磁盤層、全磁盤、磁帶以及云存儲服務。這意味著我們能夠以一種更為細化的工作負載處理方式實現(xiàn)存儲體系構(gòu)建，從而擁有更具平衡性及成本效益的系統(tǒng)方案。感謝閃存為我們帶來的自由空間！
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