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混合存储阵列VS全闪阵列,磁盘能否泰然处之?
出处:存储在线 加入时间:2015-05-20
    人们该如何做到存储匹配需求?

    早期智能手机中一些里面有硬盘——存储一个或两个千兆字节在1寸(甚至更小)磁盘上的极小设备。

    主要是因为以前闪存很贵而且不太可信,尽管我们知道它是如何产生的,反之磁盘就两说了。之后闪存变得越来越便宜,再加上它结构简单没有活动件,相对而言,微型硬盘发展到了尽头。

许多人预测同样的事会在数据中心再次发生,因为全闪存阵列挤掉磁盘,称雄已久。

他们认为这个过程如果没有手机提供庞大的用户群,可能会持续更长时间,然而至少在第一层存储上,经济型性能和耗电量成为了闪存的必然优势。

“当用户应用需要对性能可预测的时候,行业将转向闪存。” 闪存阵列厂商SolidFire营销部副总裁,Jay Prassl如是说。

“首先由于成本下降到大众可消费等级,其次是传统技术开始摊销,举个例子,你是否已经留意到你的EMC系统迁移减少了。”

然而,其他数据中心用户慎之又慎——或者说是更现实。对于很多人而言,0层闪存很理想,全闪固态阵列又有点儿太过。相对于它们,磁盘依然是近线存储很好的选择,而且对于许多一层应用,它的性能特点更优于闪存。

持久战

那么下一步你是否在想要买哪种阵列,如何选择全闪和混合阵列?没有磁盘我们也无所谓吗?

“简而言之,不行,除非你有一个特殊案例只要求性能,与介质无关——进行长期数据保留。”为客户实现不同阵列技术包括全闪存系统的 IT 集成商Fordway 总经理Richard Blanford如是说。

“对于很多公司而言,最佳解决方案是一个混合阵列或一个分布式智能文件系统,这里二八定律仍然适用,对于现在很多公司好的比率可能就是20%闪存容量给常用数据——80%硬盘容量给长期数据保留,备份和归档。”

同样地,存储研发公司X-IO Technologies近期推出了一个获得存储性能委员会标准满分性价比的全闪阵列。但X-IO战略&通信副总裁Gavin McLaughlin对硬盘未死也表示认同。

“我们看到很多人用大锤砸坚果,任何情况都使用全闪存,但对于一些工作负载,其实硬盘能做得更好,比如媒体流。”他继续说。

“在进行删除重复功能时,闪存是一个合适的解决方案,可它并非在所有场合都有它的优势,比如,我们会发现在讨论的混合VS闪存项目中问题在于延迟,而你可以从混合阵列获得一样的IOPS。”

“当人们说‘闪存是未来’的时候我会沮丧,因为我的工作是对于不同的方案推荐不同的产品,比如VDI(虚拟桌面基础设施)它对I/O有真正的需求,典型用于混合阵列。”

“如果是Microsoft Exchange或者媒体流,硬盘最好,因为他们很稳定而且有这个容量。而对于实时或交易程序,是闪存的用武之地。”

悬而未决

保留硬盘有重要意义,毕竟它是一个成熟的技术——在为一系列程序继续发展。比如在冷数据如备份,快照,近线归档或写入日志文件的时候,闪存并不适用。

然而闪存容量持续增大,费用持续下降。此外,闪存特性不会对相关操作系统造成影响,如重复写入单个cell耗损,还有引起闪存的整区块被清除的写入放大现象。

而混合阵列的优势毫无疑问就是减少时间。特别是硬盘出现容量持续增长问题,有TB级驱动器可用,每一个驱动器依旧是一个单轴和一个单数据通道。

尽管我们能通过添加额外读写磁头来使数据速率加倍,但仍有带宽,读取延迟等问题。

还有一个重要问题,且不论近线阵列在没有被访问时驱动器自旋减慢,硬盘耗费了很多能量,发热。如惠普发布用SSD取代磁盘,它的全闪3PAR StoreServ阵列用低于76%的电量来提高5倍延迟。

这个性能的级别,闪存也可以让你用最少的“硬盘”得到更多带宽,你能不受让磁头读入磁盘的速度限制。(在闪存出现之前,这意味着在一个阵列里你需要许许多的多空硬盘,而每个硬盘只能给阵列性能提高极小的IOPS)。

相反,闪存给出了一个挑战,因为SSD不是均等的,有几个不同的闪存技术,而且很多也是不同等级的。

在高端市场,一个超融合装置可能包含PCIe SSD,而SSD包括企业级单层cell闪存比用于用户级应用的MLC(multi-level cell)闪存更快更好但是更贵。其次,还有企业级MLC,有比一般MLC更低的错误率,加上更高容量但更慢的三层cell。

SNIA大师现在给出的建议是,你不仅要把混合阵列作为新主流,还要能针对不同的需求计划使用不同的SSD类型,就像你用硬盘一样,这并不奇怪。举个例子,用于写入密集型工作的是PCIe SSD,因为他有更长的写入寿命,用于主读数据更便宜的SATA SSD。

没有更多的层

“你还需要看寿命,” McLaughlin表示,“一些人觉得用户级闪存很好,每两年替换驱动器来获取成本收益。”

“但是云服务提供商可能希望存储只是占数据中心的一角,并且不再需要维护。这种情况下通常是硬盘或是其他企业级闪存能令人惊喜。”

“记住媒体是一个工具但未必是一个解决方案。人们说他们需要一个功能,比如RAID 6的。为什么?如果我们能用其他方式满足企业需求,还需要RAID 6吗?”

Prassl也承认混合阵列在某些情况下更好,但他也认为这更多与公司大小和它的IT能力相关。他表示即使SSA是坐落在一个更大的基于磁盘海的岛屿,它们的性能也高过那些额外的管理费用。

“中小型市场将不再满足于两种存储形式”

“我坚信分层存储系统在中型市场很强大,如Nimble,那是全闪存奋斗的地方,因为中小型市场将不再满足于两种存储形式。”

“但是在大环境中,分层系统毫无意义。它对于分别优化存储和性能的两个单独存储池更加有效,而且减小了管理挑战。”

另外,你确定混合存储的界限可以取决于技术。现在的许多混合阵列从前都是最初基于磁盘的产品现在有了闪存层,但我们也有对闪存进行优化的系统,现在有多层磁盘能允许有更广泛的应用,而它们的性能特点有很大差别,这点毋庸质疑。

进一步要考虑的是你的闪存层不必进入到存储系统中。如果你有一个服务器技术能做的,你也可以实现使用PCIe SSD基于主机的闪存。这比高性能应用阵列中的闪存更好,尤其是当你把整个应用程序置入服务器闪存卡上,但它对于数据保护方面很麻烦。

“事物是在不断变化的,” Blanford表示,“今天我们销售新型集中存储,用闪存对常规数据进行读写,结果我们看到了10K和15K RPM硬盘开始消失。”

“几年前,我们提供了一个包含许多15K驱动器和自动分层的存储解决方案给一个公有企业。现在他们在升级存储,在此过程中15K磁盘换成闪存为第一层存储,SATA磁盘为第二层存储。”

“所以磁盘现在是取代了磁带用于第二存储以及长期动态归档。磁带始终在长期静态数据归档中占有一席之地,但我们看到使用7K和5K SATA磁盘用于被动数据存储,推动容量增长以及降低能量使用。事实上,加上闪存要么插入新一层存储要么替换15K磁盘。”

“成本也是一个关键因素。一个4TB或6TB磁盘驱动器每TB成本远低于闪存成本,即使加上重复删除功能。但不会持续,因为闪存成本下降,容量增加,再加上你能从磁盘片上获取的数据密度有限制。当他们接近物理极限时,驱动器将向闪存转移。”

不可置信的数据收缩

在这里有一个预警——闪存还利用其他技术带来的成本相对于硬盘降低。大的技术是重复删除和压缩,使得闪存在第一层存储时实现功能非常灵活。

例如,惠普现在使用闪存是用一个四分之一机架阵列替换四个高端存储机架,可以减小80%功耗,。

然而,即使它有利于许多应用程序,这也可能使管制行业出现问题——监管部门始终拒绝重复删除和解冻数据作为一个真正的原始拷贝。

“不同的数据集对不同的数据简化技术响应不同,” Pure Storage 首席技术传教士,Vaughn Stewart如是说。

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