數(shù)據(jù)經(jīng)濟：閃存護航極速之旅

對于在華爾街從事高頻交易的金融機構來說，每1毫秒I/O響應時間的提升，可以帶來平均每年1億美元的增收；亞馬遜每1秒的I/O額外延遲則會造成總額高達480萬美元的訂單損失。與此同時，數(shù)據(jù)日益增長并呈現(xiàn)出多樣化的特征，對存儲系統(tǒng)也提出了前所未有的挑戰(zhàn)：IDC報告顯示，2005到2020年，數(shù)字內容將增長300倍，其中80%是非結構化數(shù)據(jù)，其增長速度是結構化數(shù)據(jù)的15倍。

通過上述數(shù)據(jù)可以看出，企業(yè)正面臨著海量新型數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)還在持續(xù)增長——這就促使企業(yè)必須重新審視傳統(tǒng)的存儲技術。

快速提升存儲效能

生存在新計算時代的企業(yè)需要憑借“數(shù)據(jù)經(jīng)濟”贏取市場競爭，而存儲在這個過程中扮演著至關重要的角色，在過去十年中，CPU性能提升了8～10倍，DRAM速度提升7～9倍，網(wǎng)絡速度提升100倍，總線速度增長20倍，磁盤速度卻僅僅增長了1.2倍，顯然，磁盤陣列已經(jīng)成為IT系統(tǒng)中的短板。另外，隨著存儲、管理和利用數(shù)據(jù)的成本不斷上升，企業(yè)越來越重視數(shù)據(jù)管理的成本問題，而閃存技術的出現(xiàn)則可以很好地解決上述問題，幫助企業(yè)更高效、快速地使用數(shù)據(jù)。

閃存是一種高效的可重寫內存，能夠將服務器和存儲系統(tǒng)的讀寫響應時間從毫秒縮短到微秒，實現(xiàn)多個量級的提升。它不包含機械活動部件，因此，該技術也比傳統(tǒng)的旋轉式硬盤驅動器更可靠、更耐用、更節(jié)能。也正是這些優(yōu)點使閃存在電子消費品領域得到廣泛普及，并且應用于各種設備中，包括手機和平板電腦。而今天，隨著企業(yè)數(shù)據(jù)的爆炸式增長，對分析洞察能力越來越快的要求，以及數(shù)據(jù)中心能源成本的日益提高，閃存已經(jīng)成為企業(yè)快速提升存儲效能的關鍵要素之一。

受到擁有成本、應用環(huán)境等方面的影響，閃存分為全閃存陣列和混合陣列，就市場層面而言，目前采用混合陣列的閃存產(chǎn)品使用更為廣泛。在Gartner關于2012年基于閃存的存儲陣列市場分析報告中可以看出，主流廠商對于全閃存陣列的起步相對較晚，反而是一些初創(chuàng)公司在這方面占盡先機，不過，隨著企業(yè)對于全閃存需求的日益旺盛，主流廠商也紛紛開始布局該市場，通過收購TMS，IBM成功推出了全閃存陣列產(chǎn)品，并且較早推向用戶；同年EMC發(fā)布了新的Xtrem閃存產(chǎn)品家族，包括已開始向精選客戶交付的XtremIO全閃存陣列；盡管NetApp基于Engenio傳統(tǒng)陣列架構推出的全閃存版本被認為是過渡版本，但其專為全閃存構建的FlashRay也計劃于2014年推出正式版本。

由于閃存的經(jīng)濟性和高性能，這項技術將會對企業(yè)產(chǎn)生革命性的影響，尤其是對于事務密集型應用。大數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡、移動互聯(lián)和云技術重塑了今天的企業(yè)環(huán)境，這一切需要更快速、更高效、更容易接入的業(yè)務洞察力，而閃存正是提供這一能力的有效方案。

用閃存進行數(shù)據(jù)存儲，就像是將信息放在一本無所不包的大百科全書里，你可以在這里找到你所需的信息，而不需要挨個地在書架上翻閱不同的書。因為，數(shù)據(jù)無需任何物理遷移便可直接檢索，因此可顯著縮短訪問時間。

相比之下，將數(shù)據(jù)存儲在硬盤（HDD）上就像是將信息存放在圖書館書架上的書里一樣，當需要訪問數(shù)據(jù)時，你必須從不同的書架上找到相應的書籍。這種物理（或機械）過程很緩慢，訪問時間也很長。因此，閃存陣列的一個主要優(yōu)勢就是能夠以持續(xù)速率提供高水平的性能，從而顯著提升響應時間。

全閃存 引領超高速體驗

受到成本等因素的限制，此前企業(yè)采用的閃存產(chǎn)品多為混合陣列；但進入2013年，隨著全閃存技術的成熟以及價格的走低，越來越多的企業(yè)開始關注并使用全閃存陣列。

當然首先我們要承認，無論是混合型陣列還是全閃存陣列，閃存都有顯著的性能優(yōu)勢。為了保持性能的持續(xù)性，閃存量必須能夠支持數(shù)據(jù)工作區(qū)的單個或多個應用。混合型陣列的經(jīng)濟優(yōu)勢體現(xiàn)在適量閃存和旋轉介質（spinning media）的結合上。然而，在超高速緩存方案中，數(shù)據(jù)的應用要求需要從旋轉介質中搜索數(shù)據(jù)，這會導致超高速閃存的缺失。這些要求最終會導致混合型的總體性能要次于全閃存陣列。對于要求最高性能和最低延遲的應用來說，全閃存陣列能夠提供最佳方案。混合型和全閃存這兩種方案的應用在未來幾年會顯著增加。但閃存技術向全閃存陣列靠攏也會導致其成本越來越接近旋轉介質的成本。

IDC在其《全球企業(yè)全固態(tài)存儲陣列2013～2016年預測》中便指出：“閃存改變了一切……它改變了業(yè)務速度，使‘實時’成為一種預期，而不是一種愿望。”據(jù)IDC有關報告顯示，閃存市場將在未來幾年出現(xiàn)明顯擴張，以平均每年58.5%的速度增長，并于2016年達到16億美元收入。屆時，全球閃存年出貨量將達611PB，而在2013年這一數(shù)據(jù)僅為31PB。

得益于其在成本方面取得的重大進展，越來越多的企業(yè)采用閃存技術。全新閃存控制器具備處理更大存儲容量的能力，可將全閃存配置的價格減少達46%。例如，Hitachi Accelerated Flash使閃存的價格僅為高性能SAS硬盤的4倍，與傳統(tǒng)閃存陣列價格相比，降低了10倍。此外，控制器的壓縮和重復數(shù)據(jù)刪除功能可將有效容量提高5倍以上，進一步降低閃存的成本。IDC表示，固態(tài)存儲陣列解決方案的價格將以每年28.7%的速度下降，將從2012年的11.12美元/GB下降至2016年的2.88美元/GB。

分層存儲 混合架構顯身手

盡管如此，由于閃存每GB的成本仍然高于硬盤，很多企業(yè)并沒有急于用全閃存配置取代其原有的硬盤陣列，畢竟并非所有企業(yè)或業(yè)務系統(tǒng)對于速度都有著極高的要求。一些企業(yè)可能更傾向于通過可擴展和混合等方式以滿足其不同層面的業(yè)務需求。在這種情況下，企業(yè)需要的也許就是在現(xiàn)有基礎架構上增加閃存而已。

通過采用混合這一方式，企業(yè)可將使用頻繁的數(shù)據(jù)存儲在高性能的基于閃存的存儲上，而將不常用的數(shù)據(jù)存儲在成本更優(yōu)的硬盤上。如今，這個過程可通過智能緩存和自動存儲分層等技術來實現(xiàn)自動化，讓企業(yè)在部署和使用基于閃存的存儲時更便捷。例如，為企業(yè)現(xiàn)有陣列增加像Hitachi Accelerated Flash這樣的閃存控制器，并使用數(shù)據(jù)分層軟件，便可自動將需要高性能應用程序的數(shù)據(jù)引導至閃存。這樣，企業(yè)既可獲益于閃存的高性能，同時也可繼續(xù)利用硬盤存儲解決方案的大容量優(yōu)勢。

這種混合陣列可以加速提升主要工作的性能，如文件服務、技術應用、Microsoft Exchange、數(shù)據(jù)庫、以及桌面虛擬化和服務器虛擬化等。打個比方，用混合陣列來支持虛擬桌面（VDI），其中經(jīng)常訪問的啟動和登錄文件可被緩存在閃存中，同時用戶可以使用大容量硬盤創(chuàng)建和存儲他們自己的桌面。

硬盤陣列非常適用于需要大量存儲空間，但對性能要求不高的應用程序，如文件存儲應用程序或備份和恢復任務，企業(yè)可采用高容量SATA磁盤，其容量最高可達4TB，或者使用更高速的SAS盤，亦或是二者相結合，其成本僅為每GB幾美分。總之，混合陣列為全閃存陣列提供了一個極具成本效益的替代選擇，可信賴的硬盤存儲將繼續(xù)承擔企業(yè)存儲環(huán)境中最繁重的工作。硬盤在價格與容量方面仍然具有無以比擬的價值。換而言之，它使用頻率少，但是卻可以存儲更多。