多年來,存儲領域的變化并不是很大。當然,我們還是從磁帶轉向了磁盤,從單塊存儲移動到存儲區域網絡(SAN)、網絡附加存儲(NAS)和直連式存儲(DAS),磁盤驅動器也逐漸更大、更快。但事實上雖然我們這些年一直在努力,但是在過去幾十年里我們一直使用的還是基于磁盤的存儲系統。
隨著虛擬化時代的到來,以數據為導向的技術平臺開始出現,于是基礎磁盤系統的問題也變的更加明顯。磁盤的每秒輸入/輸出操作(IOPS)能力和其它因素一直制約著許多計算平臺的發展,如網絡互連和存儲系統延遲都是計算平臺的制約因素。
人們曾是試圖克服這個問題,其中具有代表性的研發就是人們利用一個非持久性的裝置(DRAM)放在某些需要高速處理器的業務中使用。隨著DRAM的價格下降,這種計算方式被一些廠商采用。例如SAP(HANA)Pentaho和QlikTech等產品。
然而由于DRAM是不可持久的,很容易發生數據的丟失故障,DRAM 只能將數據保持很短的時間。為了保持數據,DRAM使用電容存儲,所以 必須隔一段時間刷新(refresh)一次,如果存儲單元沒有被刷新,存儲的信息就會丟失。 另一個問題就是加載到DRAM的數量增長超過了DRAM的存儲空間增長速度。
最近幾年,存儲領域最大的變化就是基于閃存的存儲系統的出現。在這里,存儲數據不再是基于旋轉的磁盤,他是被存儲在一個同平板電腦、相機存儲卡等設備中相同的內存模塊中。閃存存儲器簡單的可以理解為利用固態電子存儲芯片制成的硬盤。閃存在查找數據的時候沒有延時,因為他并不需要等待旋轉的磁頭來讀取數據,其存儲的數據并不比DRAM存儲器慢,可以迅速的將數據拉到系統的任何位置。
然而,閃存并不是完美無缺的,其還有存在幾個問題,首先它的價格是昂貴的,而且其存儲空間較小,壽命方面也是問題。但如今,人們利用閃存以特定的方式散布在整個系統中,對于整個存儲工作負載,是至關重要的。
分層存儲技術讓閃存有了用武之地
隨著分層存儲技術的出現,閃存找到了其應用的角色,其出現在分層存儲的1級存儲系統中,提供存儲“熱”數據,將其IOPS和吞吐量的優勢發揮到最大。而在2、3層中則采用磁盤系統,來存儲越來越慢的數據。在許多情況下,磁帶是進行長期歸檔存儲的任務。然而,分層存儲也需要智能數據管理。
基于閃存的固態硬盤被應用在第一級的存儲系統中,二級采用最快的旋轉盤。但是對于很多人來說,這仍然是不夠快的存儲系統。使用板載的基礎PCI-X的閃存卡能夠更靠近CPU,提供更快的存儲速度,但是對于虛擬化技術來說,其是不可能實現的,這也是為何其仍然是一個非常小眾的高性能數據存儲市場。
目前,很多廠商都通過對第一層的固態硬盤做大量的性能改進來提升整體系統的性能。這些廠商包括惠普、戴爾和HDS等,這種技術在他們的存儲子系統中越來越普遍。也促使出現了一些混合閃存和磁盤存儲系統的廠商,針對特定的工作負載推出相應的存儲系統。EMC收購XtremIO后,也推出了混合系統,在這個不太純的SSD陣列市場搶占地盤。
當然還有一些基于SSD磁盤系統的廠商,例如PureStorage,其通過智能管理可以將消費級閃存應用到企業級存儲領域,提供里一個比別人更便宜的完整的基礎閃存系統的存儲系統。但是大規模的應用并沒有流行,SolidFire和Greenbytes的也有類似的做法。
全閃存陣列
但是,固態硬盤基于磁盤的方法仍然帶來了一些問題,其并沒有充分發揮閃存存儲陣列的真正實力,設計基于閃存的陣列是很多公司努力的方向,例如Violin Memory公司在企業級領域已經取得了不錯的進展,同時IBM收購IBM收購企業級閃存廠商Texas Memory Systems也是認為在長遠看來基于閃存的存儲系統才是王道,而不是用SSD更換磁盤陣列的磁盤。
閃存存儲廠商正在快速的將閃存作為他們存儲子系統中的一部分或全部,了解各種基于閃存的系統,這需要大家的共同努力,他們之間的差異性將是我們學習的關鍵。