未來分層存儲的挑戰(zhàn)性在哪里？

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根據(jù)Forrester研究出的最新報告顯示。呼叫中心企業(yè)也許希望跳過使用分層存儲體系結構，并直接向全系列SSD（固態(tài)硬盤）的架構轉變。在這份報告中 Forrester表示雖然企業(yè)級的SSD比傳統(tǒng)的機械硬盤成本要昂貴很多，但重復數(shù)據(jù)刪除特性可減少對存儲容量的要求，這使得Flash反而更具優(yōu)勢，同時性能也要優(yōu)越很多。

據(jù)Forrester稱，SSD的價格可能10倍于傳統(tǒng)的硬盤驅動器，其他研究機構表示成本可能更高。iSuppli和Objective- Analysis公司的市場研究表示現(xiàn)今SSD平均每GB的價格在17美元左右。預計明年或許會下降到每GB 12美元，到了2015年預計SSD每GB 的價格可下降到5美元。Forrester研究報告顯示如果不考慮成本問題，企業(yè)可將所有的數(shù)據(jù)存儲在基于閃存的SSD設備上，現(xiàn)今SSD可獲得比傳統(tǒng)機械硬盤更快的速度、更小的能耗，并且不存在尋道時間的問題。這些特性都是傳統(tǒng)機械硬盤無法比擬的地方。

現(xiàn)今，SSD被用作外部存儲陣列的頂層存儲，并結合不同的硬盤驅動器（例如大容量的SATA硬盤、更高性能的SAS以及光纖通道驅動器）。分層基礎設施背后的想法是將高訪問率的數(shù)據(jù)存儲在高性能的驅動器上，而不經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)則遷移到高容量、低成本的驅動器上。但分層陣列的主要存儲供應商將閃存驅動器“塞進”企業(yè)現(xiàn)有的磁盤陣列，這就導致出現(xiàn)了I/O瓶頸的問題。這同時意味著系統(tǒng)管理員需要知道什么數(shù)據(jù)要存儲在SSD上。或者仍然依靠還不成熟的自動化數(shù)據(jù)分層軟件。

分層架構管理面臨諸多問題

雖然分層架構可以提供更高的性能和更高的磁盤利用率，但Forrester的報告顯示分層將帶來數(shù)據(jù)管理的一系列的問題。

例如，許多企業(yè)的IT部門沒有使用先進的存儲性能分析工具，這迫使企業(yè)必須確定哪些數(shù)據(jù)需要更高的性能，并手動移動整個分層架構。此外，“熱數(shù)據(jù)”或訪問最頻繁的數(shù)據(jù)會隨著時間的推移而發(fā)生變化。這意味著當數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，系統(tǒng)管理員將會花費大量精力檢測和移動數(shù)據(jù)。

Forrester報告顯示雖然目前存在自動化分層軟件，如Dell Compellent流動數(shù)據(jù)存儲和EMC的FAST（全自動化存儲分層）軟件。但現(xiàn)有系統(tǒng)并沒有針對分卷數(shù)據(jù)移動設計，所以改造起來也是一個重大的挑戰(zhàn)。

報告稱這些解決方案的效率和效益各不相同，對于持續(xù)的改變必然會帶來固有的性能開銷。最終，用于決策的信息都是落后的，不具前瞻性的。因為近期沒有頻繁訪問的數(shù)據(jù)并不意味著未來不會頻繁訪問。

全SSD基礎架構漸崛起

然而，一個新的基礎架構（全SSD）現(xiàn)在正在漸漸崛起。雖然內聯(lián)重復數(shù)據(jù)刪除技術通過存儲數(shù)據(jù)前消除冗余數(shù)據(jù)的舉措來減少對后端的需求，但通過磁盤和SSD比重復數(shù)據(jù)刪除技術更有效，因為所有數(shù)據(jù)在SSD都存在性能過剩的問題。全SSD解決方案相比磁盤與閃存的混合系統(tǒng)的內聯(lián)重復數(shù)據(jù)刪除和數(shù)據(jù)精簡速度更快。

SLC（single-level cell）NAND閃存和MLC（mutli-level cell)在性能、壽命和價格方面有很大的區(qū)別。SLC NAND每個存儲單位只能存儲一個字位。而MLC可以存儲二位到三位。這就是為什么SLC相比MLC有更高的性能以及10倍于后者的壽命。

目前，SSD NAND閃存中，SLC閃存的價格為每GB 9美元，而MLC的價格每GB 大約3美元。企業(yè)級的MLC（或稱之為eMLC）相比消費級MLC速度可提高30倍。但成本也高出大概20％左右。相比之下，光纖通道或者SAS驅動每GB成本僅有50到60美分。

另外還有PCIe NAND閃存卡，F(xiàn)usion-io，Texas Memory Systems，鎂光，Virident Systems都有銷售。PCIe NAND閃存卡可應用于全閃存陣列或應用服務器中，雖然成本會有所提高，但性能也會成正比的提升。這主要是由于PCIe NAND閃存卡更接近于CPU，同時數(shù)據(jù)傳輸帶寬更大。

EBay已構建全SSD陣列并投入使用

最近，eBay組建了100TB Nimbus SSD陣列，以應對NAS和SAS存儲的瓶頸。Nimbus S-Class的陣列可減少50％的機架空間需求和78％的電力使用。最重要的是隨著SSD性能提升，EBay虛擬機的上線時間從過去的45分鐘縮短為現(xiàn)在的5分鐘。

Nimbus架構基于兩顆x86控制器，每個eMLC閃存集群支持多達23個2U服務器。該系統(tǒng)可容納多達250TB，同時重復數(shù)據(jù)刪除技術也是可選的。Nimbus的價格基于TB定價。每TB價格為10000美元。

Forrester表示Nimbus提供了最廣泛的協(xié)議支持，使用戶能夠通過光纖通道、千兆以太網(wǎng)、10GbE iSCSI、CIFS、NFS或InfiniBand進行連接。

Pure Storage也是一種高可用性的選擇，因為其兩個控制器都是活躍的。系統(tǒng)的內嵌壓縮和重復數(shù)據(jù)刪除會持續(xù)工作，直到數(shù)據(jù)塊大小降到512字節(jié)。Pure Storage也是一個雙控制器的系統(tǒng)，同時供應商已經(jīng)計劃增加控制器的數(shù)量和容量。現(xiàn)今已可擴展到22TB（價格在110000美元）。

Forrester分析師Andrew Reichman表示Forrester的報告集中于三家SSD供應商：Nimbus Data Systems，Pure Storage以及SolidFire。他認為雖然重復數(shù)據(jù)消除可以使全SSD體系結構的成本降低，但它是否能夠替代磁盤系統(tǒng)并成為一個可行的選擇，仍有待觀察。

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