每一年，中國(guó)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)峰會(huì)都設(shè)在12月，大會(huì)上，許多存儲(chǔ)廠商都努力展現(xiàn)最完整的自己，介紹當(dāng)前存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的發(fā)展要點(diǎn)，英特爾也不例外。總結(jié)過去，2018年英特爾的存儲(chǔ)方案有很多已經(jīng)落地了，其存儲(chǔ)的戰(zhàn)略版圖越發(fā)清晰了，放眼未來，數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)架構(gòu)會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢?
2018中國(guó)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)峰會(huì)上，英特爾中國(guó)區(qū)非易失性存儲(chǔ)事業(yè)部總經(jīng)理劉鋼介紹了英特爾在閃存存儲(chǔ)方面的創(chuàng)新方案，他談到，如今英特爾在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的創(chuàng)新存儲(chǔ)方案包括三個(gè)產(chǎn)品形態(tài)，一個(gè)是將基于3D Xpoint的傲騰存儲(chǔ)用作內(nèi)存，一個(gè)是將傲騰用作SSD緩存，還有一種是基于Enterprise & Datacenter Storage Form Factor (EDSFF) 標(biāo)準(zhǔn)的From factor——Ruler，面向大容量存儲(chǔ)場(chǎng)景。
創(chuàng)新源自需求，源自數(shù)據(jù)中心對(duì)存儲(chǔ)多樣性需求，更好的性能、更便宜的價(jià)格和更大容量是人們對(duì)于存儲(chǔ)的不懈追求，三者相互矛盾，但不同側(cè)重下對(duì)應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景，這個(gè)時(shí)代，再也不是一個(gè)磁盤包打天下的時(shí)代了。
經(jīng)典的存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)中，從慢到快，從下到上，底層是容量型磁帶、磁盤、性能型磁盤，比磁盤更快的有SATA、SAS、PCIe接口的SSD，比SSD更快的就只有DIMM槽上的DRAM內(nèi)存了，即使是最快的磁盤，最快的NVMe協(xié)議的SSD也與DRAM內(nèi)存性能相差巨大。
英特爾Optane的出現(xiàn)填補(bǔ)了SSD與DRAM之間的價(jià)格與性能的鴻溝，Ruler高密度大容量存儲(chǔ)則填補(bǔ)著磁盤與TLC SSD之間的空白地帶，英特爾的閃存創(chuàng)新讓存儲(chǔ)介質(zhì)變得多元化。
QLC 3D NAND閃
圖片源自網(wǎng)絡(luò)
QLC 3D NAND會(huì)極大地降低閃存成本，讓閃存適應(yīng)大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。QLC是繼TLC NAND普及之后，NAND SSD的又一次技術(shù)躍升，從SLC到MLC到TLC直至現(xiàn)在的QLC，單位空間存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不斷提升，但可靠性和性能也隨之降低。幾年前還有人在擔(dān)心TLC閃存的可靠性問題，而今，QLC產(chǎn)品的出現(xiàn)意味著一些領(lǐng)先廠商對(duì)于QLC技術(shù)的掌控能力又到了新階段。
目前市場(chǎng)上只有英特爾等少數(shù)巨頭有QLC的產(chǎn)品，考慮到磨損均衡以及耐久性的問題，通常QLC產(chǎn)品的初始容量都比較大。英特爾Ruler SSD采用的是64層 QLC 3D NAND，目前容量為8TB到32TB。
基于QLC的Ruler(TLC版的Ruler DC P4500還有4TB和8TB配置)以存儲(chǔ)密度為最大優(yōu)勢(shì)對(duì)磁盤存儲(chǔ)發(fā)起攻勢(shì)，1U的機(jī)架里可以放置32塊Ruler，32*32TB，1U容量能達(dá)到1PB，存儲(chǔ)密度非常高，要知道原來基于磁盤的存儲(chǔ)需要42U才能提供1PB空間。
QLC的壽命決定了Ruler SSD更適合用在讀密集型場(chǎng)景中，因?yàn)闆]有磁盤物理馬達(dá)尋道的過程，也不怕震動(dòng)等多種原因，Ruler SSD的故障率會(huì)遠(yuǎn)低于磁盤的故障率，兩者相差幾十倍。另外，由于Ruler尺子一樣的細(xì)長(zhǎng)外形設(shè)計(jì)便于通風(fēng)散熱，降低服務(wù)器設(shè)計(jì)中的散熱成本。
劉鋼介紹說，以前談SSD的發(fā)展時(shí)會(huì)說，NAND SSD可以毫無問題地替代萬轉(zhuǎn)以上磁盤，當(dāng)這種3D QLC出來之后，SSD開始進(jìn)入7200轉(zhuǎn)的硬盤市場(chǎng)，這是一個(gè)更大規(guī)模的市場(chǎng)。QLC NAND會(huì)發(fā)現(xiàn)越來越多的應(yīng)用場(chǎng)景。
高密度SSD存儲(chǔ)有廣泛的市場(chǎng)需求，已知有包括Facebook、微軟、IBM以及中國(guó)的騰訊云都有采用Ruler高密度存儲(chǔ)的硬件基礎(chǔ)設(shè)施。
QLC結(jié)合傲騰SSD的聯(lián)合優(yōu)勢(shì)
藍(lán)色部分是Optane DC P4800，灰色部分是DC P4600，不同讀寫負(fù)載下延遲差異很大
說起傲騰Optane SSD想必很多讀者都已經(jīng)很熟悉了，高性能，高耐久性(DWPD能達(dá)到60，普通NAND SSD僅為3)都是它的標(biāo)簽，最令人印象深刻的是在于高讀寫負(fù)載下的穩(wěn)定低延遲表現(xiàn)。
那么，Optane + QLC SSD會(huì)發(fā)生什么呢?
圖來自網(wǎng)絡(luò)
劉鋼介紹說，傲騰可以對(duì)高頻訪問的數(shù)據(jù)提供高性能、極低延遲的解決方案，3D QLC放到Ruler當(dāng)中可以提供比硬盤還高密度的、大容量的大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，這兩種方案在一起同時(shí)獲得對(duì)高頻數(shù)據(jù)的高性能、低延遲，對(duì)超大規(guī)模大數(shù)據(jù)的高密度存儲(chǔ)。
中國(guó)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)峰會(huì)的第二天，英特爾首席存儲(chǔ)架構(gòu)師宮興斌詳細(xì)介紹了Optane結(jié)合QLC的使用效果。詳情可見(Intel宮興斌：Optane搭配QLC加速數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)變革)
宮興斌介紹說，在騰訊CDN應(yīng)用、VMWare vSAN、Ceph分布式存儲(chǔ)等場(chǎng)景中，都將原來的磁盤或者低性能SSD結(jié)合NAND SSD的存儲(chǔ)組替換為QLC加上Optane的組合，原來的場(chǎng)景中NAND SSD通常用來做緩存層，磁盤用來做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，新的組合中，QLC做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，而Optane則用來做緩存，在Optane耐久性和低延遲的加持下，新方案下的IOPS、延遲等性能成倍提升，而成本相差無幾。
Optane SSD非常適合作為緩存層，在一些方案中，將緩存替換為Optane SSD之后，需要很少的緩存空間就能達(dá)到原來的緩存加速效果，是很好的替代性優(yōu)化解決方案。
在2018中國(guó)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)峰會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，劉鋼特別提到了傲騰在加速青云NeonSAN分布式塊存儲(chǔ)和金山云的Ceph分布式存儲(chǔ)方面的優(yōu)勢(shì)，有傲騰加持的阿里云ESSD(增強(qiáng)版SSD云盤)在加速M(fèi)ySQL、PostgreSQL等數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)也有不錯(cuò)表現(xiàn)。此前，阿里云的專家還曾介紹過用Optane加速和優(yōu)化阿里云自研PolarDB數(shù)據(jù)庫(kù)的經(jīng)驗(yàn)，性能提升了6倍。
可能是參考了存儲(chǔ)技術(shù)的演進(jìn)歷史，很多存儲(chǔ)技術(shù)比如分布式存儲(chǔ)首先興起于互聯(lián)網(wǎng)公司，隨后開始在用戶的企業(yè)數(shù)據(jù)中心中落地。如今英特爾也選擇將這些前沿技術(shù)先推給互聯(lián)網(wǎng)公司，因?yàn)檫@些互聯(lián)網(wǎng)公司有技術(shù)水平、有優(yōu)化架構(gòu)需求，當(dāng)應(yīng)用發(fā)展進(jìn)一步成熟和普及之后，下一步走向企業(yè)數(shù)據(jù)中心也就是自然而然的事兒了。
當(dāng)Optane用作內(nèi)存
當(dāng)把Optane用作內(nèi)存，可以將OptaneSSD與原有的DRAM融合為一個(gè)內(nèi)存池，擴(kuò)展系統(tǒng)的原有內(nèi)存，突破單個(gè)CPU所能支持的最大內(nèi)存的限制，大內(nèi)存的好處不勝枚舉，內(nèi)存計(jì)算、內(nèi)存分析、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)等內(nèi)存技術(shù)單是從命名上就把內(nèi)存看作了很關(guān)鍵的部分。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，Optane通過專有的軟件將其與系統(tǒng)的DRAM組成資源池，通過軟件決定數(shù)據(jù)在DRAM和Optane之間的來回流動(dòng)，將大量熱數(shù)據(jù)放在離CPU更近的地方，提升系統(tǒng)運(yùn)行效率。因?yàn)檫@個(gè)軟件本身比較底層，是在操作系統(tǒng)之下的，所以不需要操作系統(tǒng)本身做什么改動(dòng)，也不需要應(yīng)用本身做任何改動(dòng)，在系統(tǒng)看來，Optane內(nèi)存和DRAM內(nèi)存是一樣的。
IMDT將DRAM與Optane融為存儲(chǔ)池(圖自：IT peer network)
2018年11月，英特爾首次向中國(guó)媒體介紹了傲騰數(shù)據(jù)中心級(jí)持久內(nèi)存技術(shù)的兩種運(yùn)行模式，一種是內(nèi)存模式，一種是APP Direct模式。內(nèi)存模式用起來相對(duì)簡(jiǎn)單，就是上文提到的使用方式，用戶用起來跟DRAM一樣，不過，數(shù)據(jù)是易失性的。當(dāng)用作App Direct的時(shí)候，需要對(duì)應(yīng)用做出一些優(yōu)化和改動(dòng)，需要應(yīng)用識(shí)別持久內(nèi)存，數(shù)據(jù)是非易失性的。
從市場(chǎng)發(fā)展來看，Intel Persistent Momory的內(nèi)存擴(kuò)展技術(shù)，有助于打破內(nèi)存市場(chǎng)的現(xiàn)有格局，減少因?yàn)樯贁?shù)巨頭把持著內(nèi)存市場(chǎng)就能讓內(nèi)存市場(chǎng)發(fā)生較大變化的現(xiàn)象，過去一兩年中內(nèi)存價(jià)格波動(dòng)讓很多人驚呼，原來這世界上居然還有入手后能漲價(jià)的電子產(chǎn)品，如果新的內(nèi)存補(bǔ)充性方案傲騰得以廣泛應(yīng)用，相信對(duì)于IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說也是一件好事。
結(jié)語：
談到發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)，劉鋼表示，英特爾NSG(非易失性存儲(chǔ)事業(yè)部)存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的發(fā)展緊靠其核心(計(jì)算平臺(tái))。從經(jīng)驗(yàn)來看，依賴于核心業(yè)務(wù)做相關(guān)市場(chǎng)的拓展比較容易獲得成功。存儲(chǔ)的發(fā)展離不開處理器和主板的支持，而英特爾的獨(dú)特平臺(tái)優(yōu)勢(shì)將為存儲(chǔ)業(yè)務(wù)帶來整體優(yōu)勢(shì)。
英特爾存儲(chǔ)有三層，基于3D Xpoint的傲騰有時(shí)候用作存儲(chǔ)，有時(shí)候用戶做SSD充當(dāng)緩存，還有有大容量基于QLC的3D NAND SSD。隨著基于3D Xpoint革命性創(chuàng)新介質(zhì)產(chǎn)品方案的落地，以及新一代QLC 3D NAND技術(shù)的發(fā)展，英特爾的閃存存儲(chǔ)戰(zhàn)略版圖越發(fā)清晰。
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