2016-08-22 16:56:58
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SSD/闪存
从技术上说,PCIe闪存卡采用PCIe技术连接,IOPS性能表现更加优秀,与之相比,SSD盘仍然采用SAS/SATA 连接,在软件栈特别是时延上要逊色很多。

这两天朋友圈很多人谈论SolidFire,并言之凿凿售价12亿美元,称本周见分晓。类似的传言很多,如Dell并购EMC,思科网络设备转售浪潮等,听上去更像传言,破绽百出,但尘埃落定,基本都是事实。

但SolidFire这件事情,极有可能就是以讹传讹。因为事件的起因是Twiiter上一篇NetApp如果并购SolidFire博文。至于12亿美元售价,不知道是怎么来的。江湖水深,老外也需要吸引眼球。

说到全闪存阵列,不知道为什么想到了《50度灰》,一段重口味性虐的爱情故事。grey原本就是灰色/灰暗,也是男主角的名字,50度灰可理解为男主角50个阴暗面。

既然人的阴暗面可以细分为50,关于全闪存的话题也不是单一的,细分起来也不亚于50度灰。

从AFA到SSA

2014年,Gartner报告将全闪存阵列(All Flash Array,AFA)更名为固态阵列(Solid-State Array,SSA),Gartner用意很明显,对全闪存阵列进行区隔,呵呵,划分闪存的50度灰。

所谓SSA,顾名思义就是只能是SSD闪存,不能使用磁盘,更不能采用混合阵列。鉴于SSD可做成SAS/SATA接口,传统磁盘阵列顺利成章可以使用SSD盘,所谓AFA。

但AFA控制软件,毕竟是针对磁盘的特点而设计,更多针对磁盘管理的需要,例如碎片清理,目的是将磁盘中没有连续存储的文件,按顺序整理好再存放起来,以减少磁头寻道的时间,提高磁盘数据的读取速度。但对于SSD来说,没有所谓的磁头寻道。对于SSD来说,数据的碎片化并不影响读取速度,相反SSD有一定写寿命的限制,对SSD进行碎片清理,有百害无一利。这就是二者不同的地方。

SSD也有垃圾回收所谓GC(Garbage Collection),但含义完全不同(读者有兴趣可自行研究,这里就不更多赘述)。为了适应SSD的需要,传统阵列对软件进行了调整,例如禁止类似碎片回收的功能。但更像是一种头痛医头的做法。

与此形成对照的是新兴的全闪存阵列厂商的做法,另起炉灶,从头开始编写,所谓SSA,这就形成了不同的两大流派。

硬件也有差别

除了软件之外,在硬件上也有区分。首先是阵列的控制器,有些厂商采用通用处理器,如英特尔至强E5V2、E5V3等不同规格的处理器。通用处理器的好处在于性能强大,性价比高,被很多阵列厂商所青睐。但也有厂商会采用专用ASIC处理器,借助FPEA构建控制器,其针对性和效率更高,也会更高性能表现。

不同的SSD盘,所使用的闪存控制器(注意:不是阵列控制器)也不相同。不同的闪存控制,其ECC校验、RAID保护机制,磨损均衡、坏块管理、读写干扰管理和垃圾回收等有所不同,因此,使用不同的SSD盘效果和质量也会大相径庭。这种区分,往往会随着时间的推移暴露出来,而在应用的初期并不容易察觉。

关于介质本身,NAND也有SLC、MLC、TLC以及不同制造厂家的区分,这都需要加以关注和区分,也许50度灰都不足够。

不同的厂商策略

除了软件、硬件之外之外,厂商对待闪存的策略也有所不同。如传统磁盘阵列厂商大多通过软件优化的方式开始支持全闪存阵列,新兴的全闪存阵列厂商,如PureStorage、Nimble、Violin、XtremIO、SolidFire、Kaminario、Tegile、OCZ等,这些新兴的厂商大多采用了另起炉灶的策略。

表面看来,另起炉灶似乎更加彻底,但实际上,另起炉灶也有一定局限。从新编写软件,股让充分发挥NAND介质的特点,但从功能调度,到质量水平,都是一个非常浩大的工程,很难在短时间内一蹴而就。应急的办法就是逐步推进,除了一些基本的功能,如重复数据删除等之外,压缩、复制、加密、归档备份等应用功能都没有提供。

顺便说说重复数据删除,这个技术几乎成为全闪存阵列标准配置。在我看来,更多是为了弥补全闪存阵列容量偏小、GB/成本相对较高的问题。众所周知,全闪存的优势在性能,磁盘的优势在容量,所以为了跟磁盘比较,全闪存需要换个比较的对象,不比GB/成本,转而比较IOPS/成本;即使比较GB/成本,通过重复数据删除,SSD实际存储数据容量有很大提升,如此也就拉低GB/成本。对于全闪存的性能来说,应对重复删除绰绰有余,而这恰恰是磁盘的短板。

数据管理水平是传统磁盘厂商的优势,因此传统的存储厂商,如HDS称自己是一个大数据管的厂商,主推社会化创新;NetApp称自己是数据管理厂商,主推Data Fabric都是为了强调数据管理的能力。

再说说NetApp,目前提供了EF、AFF两个系列的全闪存阵列,未来还有FlashRay,其定位各不相同。其中,EF以性能和效率为主,提供很少管理功能,类似服务器的“裸机”,非常适合数据库等应用;相比AFF更加强调功能和管理,除了复制、备份、归档等数据保护功能之外,更强调闪存对SQL、 Oracle 数据库、虚拟化服务器以及 VDI等应用的感;强调对于云的支持。NetApp通过Data ONTAP等管理软件,支持数据在闪存、磁盘和云之间的无缝数据迁移,所谓Data Fabric。

所以,NetApp是否需要并购SolidFire这样的新兴厂商,以及这些厂商能够带来价值,对现有战略的影响,这都是需要考虑的问题。从估值上看,新兴全闪存阵列厂商并不高,EMC收购XtremIO是4.3亿美元、谣传中SolidFire也不过12亿美元。

方向上的分歧

还需要注意的是,闪存应用的方法并非只有全闪存阵列这一种方式。从本质上看,全闪存阵列更多是一种集中式方式,当然阵列也可以横向扩展,甚至采取全闪阵列+磁盘阵列+云的调度管理方式。但除此之外,PCIe阵列卡,超融合、ServerSAN等软件定义存储技术的发展,让用户存储应用有了更多的应用方式,用户是否一定要坚持全闪存阵列呢?其实,这要打上一个大大的问号。

从技术上说,PCIe闪存卡采用PCIe技术连接,IOPS性能表现更加优秀,与之相比,SSD盘仍然采用SAS/SATA 连接,在软件栈特别是时延上要逊色很多。与全闪存阵列相比,PCIe闪存卡的劣势也在于数据保护和功能上,这与新兴闪存厂商有些类似。但是随着NVMe标准的推广,随着NVMe SSD磁盘的出现,软件协议栈的问题、延迟的问题都可以得到解决,届时卡和盘的界限也会消失。

小结

这是一个充满了变数的时代。各种情况都有可能发生,要想分辨其中的真伪,要有50度灰的能力。所谓心动不如行动,让自己专业起来,这才是大道理。

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