关于全闪存的数据中心

叁歲伎倆 2021-09-19 12:36 342阅读 0赞

Flash闪存技术高昂的成本是限制了闪存被广泛使用的重要原因。在本文中，我们将为广大读者诸君介绍关于阻碍了企业客户采购Flash闪存的其他因素，以及Flash闪存技术在当前数据中心业界的使用情况。

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随着媒介成本的不断下降和周边技术的不断改进，全闪存数据中心的概念已经被炒作了好多年了。其结果是几乎每家全闪存供应厂商都声称其产品与基于硬盘的系统价格持平。

如果您企业能够证实全闪存供应商们所宣称的其产品与HDD的价格持平的声明，并且能够灵活自如地应用，那么企业组织没有任何理由不采用全闪存技术了。想象一下，无论是何种类型的数据，数据中心都会立即应答每个I / O请求。这将永久性的消除数据管理和性能这两者协调的头痛难题。全闪存存储系统的未来是光明的。每千兆闪存媒介的成本持续下降，而管理这些系统的软件技术可以提供更高的可靠性。存储系统软件也在不断发展，越来越多的多线程从CPU内核中提取出更多的性能，以便以更具成本效益的方式跟上闪存性能。

**全闪存数据中心的障碍**

实际上，与价格持平声明相关联的是：这使得一个单一闪存层难以实现。首先，这种价格比较是与高性能的硬盘系统进行的，而不是与更具成本效益的大容量系统所进行的比较。第二，大多数全闪存供应商都是为基于块的数据设计他们的阵列。尽管有些还集成了NAS功能，甚至还有一些还集成了对象存储，这正在迅速成为非结构化的、由机器所生成数据的首选存储方法。但有一些例外，一般来说，大多数非结构化数据用例根本无法利用闪存性能。Flash闪存几乎总是与块存储完美匹配，但却并不总是NAS存储或对象存储的理想存储类型。硬盘驱动器通常是更好的、更具成本效益的选择。第三，即使在闪存类别中，也有多种类型的闪存介质，而每种类型有分别更加适合于某些特定的用例(参见下文“以容量为中心的全闪存”)。

然后是数据。即使当前的企业组织创建和存储的数据比以往任何时候都多，但在过了初始创建和修改阶段之后，大部分的这些数据基本上也不会被再次访问。但是，当然，我们需要保留这些数据，以防万一。如果没有更便宜的替代品，那么将所有这些数据存储在闪存上就可以了。因此当发生这种情况时，响应将是即时的。

问题是，至少对于全闪存数据中心的支持者们来说，存在更便宜的存储选项，其中确定无误的三种选项便是：磁带，大容量HDD和云服务。这三者中的任何一项都有其负面影响：磁带操作昂贵，云服务带来了新的安全方面的考虑因素，并且三者从全闪存层传输数据都面临着管理上的挑战。但是，毫无疑问，将旧的数据转移到这些较老的和较慢的技术层之一应该能够帮助企业节省资金。

**以容量为中心的全闪存**

虽然大容量硬盘驱动器阵列、磁带和公共云在每千兆的成本方面较之以性能为导向的全闪存阵列更便宜，但仍然存在大容量全闪存阵列可能会使一些企业组织动摇远离更传统的存储方式。这些容量优先的全闪存阵列充分利用了迄今为止硬盘无法与之抗衡的优势：密度。

因为闪存是基于内存的，所以可以将更多的容量压入机架单元。一些集中聚焦于容量的全闪存阵列甚至可以在几个机架单元中提供PB级的容量。

这些系统是基于闪存的，所以其性能虽然优异，但不如高性能闪存阵列那么好。不同之处在于这些系统并不能提供面向性能的全闪存阵列的处理能力。虽然所使用的闪存介质之间的速度差异是微不足道的，但周围系统的能力会受到损害。而对于某些特定用例(例如，分析、主动归档和辅助存储)而言，性能远重于任何其他竞争技术。

这让我们回到最初的问题，“多少闪村是足够的?”答案几乎与IT业界的其他问题的答案类似：视具体情况而定。一般来说，只要您企业能找到具有成本效益的替代品，那么请尽可能少使用闪存。但是，为了实现这些节省，您将需要尽可能的以一种无缝的方法将旧数据从高性能存储迁移到具有成本效益的存储空间。如果透明的数据迁移是无法实现的，那么通过实施具有成本效益的存储层所获得的节省将会很快的消失。

这意味着全闪存数据中心的决定因素将是您企业的数据迁移策略的有效性。

**有效的数据迁移策略**

将不活跃的数据从昂贵的存储层迁移到较便宜的层的概念已经存在了几十年。问题是：大多数数据迁移选项方案是相当可怕的，IT专业人士由此所得出的结论是，管理他们的数据是不值得的。但是近年来，事态发生了变化，现在更容易实现和管理存储层之间的数据迁移了。

使数据迁移更容易的第一步就是引入混合存储系统。这些存储系统将数据在其自身迁移，通常从小型闪存层迁移到大型硬盘层。有趣的是，大多数混合存储供应商现在也提供全闪存产品，并指出他们的全闪存阵列超出了其混合系统。

一些供应商指出，他们的全闪存产品超出了混合系统，证明了全闪存数据中心的发展进展顺利。虽然混合系统对于许多环境而言是有意义的，但是全闪存的吸引力太诱人了。混合系统的挑战是需要能够提供全闪存性能和硬盘的性能。由于混合系统的内部部件 ——计算机、内存、网络——必须维持闪存的性能，所以这些内部组件的价格将高于仅需要维持硬盘性能的标准阵列驱动器。

在一定程度上，全闪存供应商正确地指出了：对于高性能、活跃的或近活跃数据而言，几款闪存系统可能是理想的。混合系统的未来(参见下文“混合阵列的作用”)正在管理不同类型的闪存，而不是管理闪存和HDD。

**混合阵列的作用**

随着全闪存阵列获得越来越多的主存储市场份额，今天和将来混合阵列的作用是什么呢?本质上，混合阵列是全闪存阵列的网关。虽然具有混合了闪存和硬盘驱动器的单个存储系统的用例仍然是实用的，但现实是大多数企业组织将决定全闪存仅仅是阻力最小的路径。因此，大多数混合阵列供应商现在都提供全闪存配置。

尽管全闪存大行其道，混合供应商们也将看到对于其技术使用的复兴。它将能够将数据从更快，更低延迟的闪存存储器总线或非易失性存储器快速闪存形式迁移到SAS或SATA连接的闪存。

所以，尽管您可能已经听说，混合厂商能够很好地利用非易失性动态RAM作为一个小的、主要层级，然后降级到闪存层。但其不会是硬盘，而仍然是混合的。

仍然存在不活跃的数据来抗衡，但是必须有一种更具成本效益的方式来存储。专注于该数据类型的存储系统比混合阵列具有显著的每GB的成本优势，但其提出了一个独立的系统。数据中心需要在这些不同类型的存储系统之间采取政策驱动的方式来迁移数据。好消息是，越来越多的软件产品能够做到这一点了。

**与硬件无关的数据迁移**

与硬件无关的数据迁移产品有几种形式。第一种是全局文件系统。这些是跨物理存储硬件组件延伸的文件系统，并根据策略在它们之间迁移数据。可以作为全局文件系统一部分的硬件类型几乎是无限制的，大多数支持闪存和基于硬盘的系统之间的迁移，一些支持云存储(私有和公共)的迁移，甚至支持迁移到磁带。鉴于全局文件系统是增强文件系统，它们限制了对可托管在NFS或SMB安装上的数据的支持。全局文件系统的所有存储硬件部分也必须能够创建一个NFS或SMB共享来进行管理。

除了全局文件系统之外，还有一些来自诸如Primary Data公司、ioFabric公司和Strongbox等公司的新的类型的独立于硬件的数据迁移。他们的软件不要求所有数据都托管到一个文件共享或所有参与的存储硬件将其存储呈现为NFS或SMB共享。其中一些甚至可以包含块或基于对象的存储系统，并在它们之间迁移数据。

在任何一种情况下，与硬件无关的数据迁移将允许您实现全闪存阵列，以提高活跃数据的性能，并为不活跃数据提供更便宜的容量优化存储系统。其基于企业组织所建立的策略，透明地在这些特定于任务的系统之间迁移数据，其中最常见的是“如果数据没有被访问，在数天内将其从闪存阵列迁移到容量存储”。

因此，尽管对于活跃数据而言，全闪存阵列与基于硬盘的阵列在价格方面处于持平的状态，但对于非活跃数据来说，仍然存在较便宜的替代方案。高容量HDD阵列、对象存储、公共云存储甚至磁带在执行方面以比闪存阵列具有更低的价格。全闪存数据中心的情况是，确定哪些数据应该托管在哪里以及如何将数据迁移到备用存储类型所涉及的工作成本代价可能比对闪存的处理更加昂贵。问题在于，这种立场忽略了便宜的容量存储产品的便宜性，以及将数据无缝迁移到它们的容易程度。 大多数数据中心应仅为活跃和近活跃的数据考虑采用全闪存阵列，最多为总容量的20%。剩余的80%的数据中心存储应该托管在容量存储——大容量NAS、对象存储或公共云存储。

作者：关于全闪存的数据中心

来源：51CTO

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