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从毫秒到微妙,纯硬的闪存阵列IBM Flash System来了!

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从Tape、RAID、SSD、RAID Cache到闪存阵列/闪存卡,存储终于从毫秒进到微妙。全硬的闪存阵列要抢占固态存储+诸多软件优化(自动分层存储、存储虚拟化、压缩/重复数据删除等)的企业级高端市场份额,看着不难。

CSDN云计算频道的读者最近可以看到很多讨论闪存的文章,尤其是最新的一篇《闪存突袭,混合储存是否已步入黄昏》,观点十分突出。是的!美国IT产业界对于闪存应用的讨论尤为热烈。

事实上,在美国,宣称自己做闪存的企业已有137家左右。Google通过Janus新系统,Facebook通过McDipper新技术,已经先人一步地将闪存用于数据中心。另一方面,TMS(Texas Memory System)、ExtremIO、ScaleIO等闪存企业频频被巨头如IBM、EMC等收购更是刺激着产业的神经。

这是必然的技术爆发。过去十年,CPU性能提升了8-10倍,DRAM速度提升7-9倍,网络速度提升100倍,Bus速度增长20倍,而存储呢?磁盘速度仅增长了1.2倍,PCIe闪存卡、SSD(固态硬盘)虽然有所发展,但仍受到诸多制约而无法跟上存储的需求。

短板总归是要被克服的,尤其是移动互联、云计算、大数据所催生的庞大数据的新存储与分析的需求,如数据库(CRP,ERM),联机事务处理系统(OLTP),报表系统、缓存工作集的读密集型工作负荷,高IOPS性能等。而此时,已逐步渗透入服务器、混合存储阵列以及缓存设备的应用中的固态存储技术,却在很大程度上要依赖于软件优化程度,比如统一存储、自动分层存储、存储虚拟化、压缩/重复数据删除等,不会是实现目标的最佳路径。

而全闪存阵列会是么?在IBM的眼中,这个回答是肯定的。8月16日,IBM召开了2013 IBM闪存技术与趋势研讨会。IBM系统与科技部大中华区新兴业务总经理及FlashSystem总经理黄国文表示:“数据经济已然到来,企业需要利用新技术来更为高效而便捷地将数据转化为商业价值。”这里,指的就是全闪存阵列IBM Flash System。

从毫秒到微妙的存储变迁

如果按照性能来推进演线图,存储大致可以分为Tape、RAID、SSD、RAID Cache和闪存阵列/闪存卡等几个阶段,时间是逐步从毫秒过渡到微秒。Flash System就是与服务器直连的,全冗余设计的闪存阵列,也是微秒级的产品。


IBM Flash System 闪存阵列

这张照片可以近距离看到Flash System的布局,而落实到数字上:

  • 1U 24TB存储容量,50万IOPS需300W功耗;
  • 采用SLC闪存或eMLC,寿命更长;
  • 采用2DRAID保护和4级自我保护,可靠性极高;
  • 几小时内即可完成安装部署,运维成本低;
  • 对Storiwize V7000,Power/Pure Systems服务器,DB2,GPFS,都有很好的集成。
  • 可通过与SVC集成提供高可用性。

形象地理解,正如IBM大中华区系统科技部闪存解决方案经理丛永罡所言,“在一块地板格中可以有1PB可用容量,100微妙(microseconds)中可处理22 millon IOPS/210GBPS,在200TB磁盘阵列时,只有12.6KW耗电量。”


IBM Flash System内部技术要点

这是IBM收购拥有数十项闪存专利的TMS(成立34年,在DRAM、闪存系统和组件方面积累很深)后,第一次正式推出的新品,从原有逻辑可归类为TMS第19代产品。Flash System的背后有多个技术要点,这其中,有三点极为引人注目:

1. 基于FPGA基础的数据移动相比软件实现的存储控制器算法实现减少了大量的延迟时间,不管是直连PCIe卡还是SAN网络闪存阵列,都要更快。
2. 是对于业内关心的使用寿命问题,eMIC可以做到是MLC的10倍以上,而SLC则可做到33倍。对于一般企业的业务负载需求,10TB的Flash System可以在100M/S的写压力下工作100年。 
3. 分布式CPU独立处理路径

纯硬件的复兴还是逆袭?

毫无疑问,全闪存阵列的主要应用场景是如从事高频交易的金融机构,电子商务核心关键业务领域。而对比目前主流的数据库一体机,内存数据库等方面,其在软件开销,机房空间和耗电能源以及运维开销的节省等方面,都有着显著的优势。


与数据库一体机,内存数据库的对比

比如,IBM相关技术专家所做的企业级专属的场景测试中,以采用Oracle数据库、规模可到4TB的大型CRM系统为例,在模拟典型OLTP联机事务交易时,采用两层C/S架构,简化CRM应用中间环节,用X86 PC服务器直接对Oracle数据库加压, 模拟CRM交易的数据库操作。在使用Flash System后,快速交易响应,交易高并发能力和高吞吐量,提高系统整体资源利用率等三大目标都获得了飞跃。

而真实的案例来自美国第三大移动运营商Sprint。Sprint尝试将2个Flash System系统加入现有存储架构中,并主要承担处理电话激活数据库中心核心表空间IO,而结果出乎预料。相比之前所采用的混合存储产品,SVC+Flash System大约有10倍吞吐量与45倍IO响应时间的提升,并在单位时间事务处理速度有着数倍的提升。所以Sprint后续又投资了4个IBM的Flash System来加速会议系统和短信平台系统。

丛永罡对CSDN记者说:“Flash System是纯硬的闪存阵列,是闭环的硬件系统。而对业内互联网新技术如Hadoop,OpenStack等,都会交给IBM SVC来统一实现。”

全闪存阵列,是存储硬件的复兴还是逆袭?是否会应验专家的说法,“因为过去软件设计和开发都是基于磁盘,现在闪存来了,思维和具体实现方式都要发生改变。”拭目以待!

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