混合閃存陣列在性能上優(yōu)于基于傳統(tǒng)硬盤的陣列，延時(shí)更低，而且價(jià)格比大多數(shù)純閃存陣列要便宜。然而，它們的價(jià)格仍然高于基于傳統(tǒng)硬盤的陣列，結(jié)構(gòu)上也要復(fù)雜得多。 鑒于價(jià)格和復(fù)雜性的緣故，到底哪種類型的應(yīng)用和環(huán)境才能從混合閃存陣列中獲得最大的益處呢？

首先，我們先來看看開發(fā)閃存陣列的目的何在：高數(shù)據(jù)增長(zhǎng)率已經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心造成了巨大的影響。分析這個(gè)問題可以從“3V”入手，即：容積（volume）、速度（velocity）和多樣性（variety）。

很多數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)正在以每年100%以上的速度遞增。這些超量數(shù)據(jù)對(duì)維持?jǐn)?shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)容量和性能以及控制采購、維護(hù)、數(shù)據(jù)中心占地和能源成本提出了一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的速度也非�？臁� 由于數(shù)據(jù)年增長(zhǎng)速度達(dá)到甚至超過了100%，企業(yè)IT部門很難跟上這種增長(zhǎng)率。在這種數(shù)據(jù)保持快速增長(zhǎng)的情況下，制定各項(xiàng)戰(zhàn)略存儲(chǔ)決策都是極其困難的。

現(xiàn)在還要加上數(shù)據(jù)多樣性的問題，IT需要儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的種類是多種多樣的，包括文本和數(shù)字文檔、音頻與視頻、移動(dòng)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)以及曾經(jīng)成為史上最大的數(shù)據(jù)增長(zhǎng)來源之一的：機(jī)器生成的數(shù)據(jù)。 例如，一名航班旅客在旅行時(shí)在航班細(xì)節(jié)方面產(chǎn)生數(shù)個(gè)GB的數(shù)據(jù)，包括他的身份、安全、座位、飛行狀態(tài)、天氣、機(jī)場(chǎng)等等。每天乘坐飛機(jī)的旅客數(shù)以萬計(jì)，兩者相乘就可以算出每天新增的航班旅客數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)和IO

數(shù)據(jù)每一次在服務(wù)器之間移動(dòng)以及存儲(chǔ)它的時(shí)候都會(huì)發(fā)生輸入/輸出（IO）活動(dòng)。 快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量、越來越快的性能以及各種數(shù)據(jù)類型都增加了網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)IO數(shù)量和速度的需求。

在服務(wù)器虛擬化環(huán)境下，這個(gè)問題更加嚴(yán)重。虛擬化技術(shù)用來管理服務(wù)器和應(yīng)用增長(zhǎng)的問題很合適，但是虛擬化服務(wù)器會(huì)跟各種存儲(chǔ)資源產(chǎn)生更多的IO活動(dòng)。 技術(shù)進(jìn)步通常也會(huì)令服務(wù)器產(chǎn)生的IO活動(dòng)數(shù)量增加，但是由于機(jī)械方面的限制，存儲(chǔ)設(shè)備不能保持同樣的速度增長(zhǎng)。

在從服務(wù)器到存儲(chǔ)設(shè)備的每一個(gè)層級(jí)，包括控制器、光纖和物理服務(wù)器自身，都存在IO瓶頸的問題。但是到目前為止，最主要瓶頸仍是因?yàn)閭鹘y(tǒng)硬盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)而造成的存儲(chǔ)設(shè)備IO瓶頸。

應(yīng)用程序向操作系統(tǒng)發(fā)出IO請(qǐng)求，操作系統(tǒng)再將IO資源分配給存儲(chǔ)系統(tǒng)。存儲(chǔ)系統(tǒng)在磁盤上選擇一個(gè)合適的地點(diǎn)給新增IO活動(dòng)使用，然后將磁盤頭移動(dòng)到新增IO活動(dòng)發(fā)生的地點(diǎn)。 與此同時(shí)，磁盤就在磁盤頭下方開始轉(zhuǎn)動(dòng)。

那個(gè)過程中需要發(fā)生很多的物理活動(dòng)，這會(huì)對(duì)存儲(chǔ)性能造成巨大的影響。此外，IO寫入通常會(huì)造成某一項(xiàng)IO活動(dòng)影響多項(xiàng)IO活動(dòng)的結(jié)果，因?yàn)樗�需要用到不相連的存儲(chǔ)單元。 由于尋找速度變慢，延時(shí)就會(huì)加長(zhǎng)，從而對(duì)讀寫數(shù)據(jù)都造成影響。

然而傳統(tǒng)硬盤在提升性能速度方面是非常受限的。由于它們是機(jī)械結(jié)構(gòu)的，因此它們的IOPS最高也只能達(dá)到100-200，尋道時(shí)間最快也只能達(dá)到3.6毫秒。 如果將一塊硬盤的IOPS提高到200，會(huì)發(fā)生什么樣的情況？ 它需要用到剝除（striping）、群集（clustering）和并行（parallelizing）多種技術(shù)，還要占用多塊磁盤資源和存儲(chǔ)控制器。

即便是目前最先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù)也只能做到這一步。結(jié)果就是：因?yàn)閷さ罆r(shí)間和磁盤旋轉(zhuǎn)延時(shí)的關(guān)系，存儲(chǔ)設(shè)備上存在著嚴(yán)重的瓶頸問題。 然而，在任何一個(gè)特定時(shí)刻點(diǎn)上，都有成千上萬甚至上百萬的IO請(qǐng)求抵達(dá)存儲(chǔ)控制器。

閃存能夠解決這個(gè)問題？

閃存技術(shù)是目前公認(rèn)的、解決IO瓶頸的最佳解決方案。閃存技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到很多的領(lǐng)域，包括：某些環(huán)境將PCIe閃存卡當(dāng)做服務(wù)器一側(cè)的高速緩存技術(shù)來使用，服務(wù)器、連網(wǎng)或存儲(chǔ)的每一個(gè)層級(jí)都可以看到固態(tài)硬盤的身影。

不同的閃存陣列的IO速度和延時(shí)可能有很大的差異。混合陣列將閃存高速緩存和閃存層級(jí)與固態(tài)硬盤或傳統(tǒng)硬盤結(jié)合在一起使用。 這些系統(tǒng)的最高性能速度可達(dá)10萬IOPS，延時(shí)3到5毫秒，同時(shí)還能保證陣列中有足夠的存儲(chǔ)空間可用。 純閃存陣列的數(shù)據(jù)處理速度通常更快，可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10萬IOPS的水平，延時(shí)通常不到1毫秒，但是它的存儲(chǔ)容量比混合陣列要少得多。

價(jià)格也是個(gè)問題。通常，閃存系統(tǒng)的速度越快，它的價(jià)格就越貴。 閃存價(jià)格正在下降，某些陣列廠商聲稱他們的純閃存陣列比混合陣列還要便宜。然而并非所有的閃存都是一樣的，使用消費(fèi)級(jí)閃存的純閃存陣列的速度可能會(huì)比混合陣列的速度更慢。 無論如何，IT部門都必須把服務(wù)水準(zhǔn)的要求放在成本之前考慮。

需要增強(qiáng)存儲(chǔ)處理能力的關(guān)鍵應(yīng)用還需要購買服務(wù)器一側(cè)的閃存和純閃存陣列，但是IT部門可能無法購買足夠多的閃存去儲(chǔ)存數(shù)據(jù)庫、OLTP、SharePoint、Exchange以及虛擬服務(wù)器和桌面等應(yīng)用產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。

還有很多關(guān)鍵應(yīng)用對(duì)速度的需求超過了基于傳統(tǒng)硬盤的陣列能夠提供的速度，但是也并不一定需要用到價(jià)格昂貴的純閃存陣列。這也就是混合閃存陣列存在的理由。 而且，即便是混合閃存陣列也會(huì)提高存儲(chǔ)環(huán)境的成本和復(fù)雜性。

這值得嗎？ 答案是：那要看情況而定。

問題1：應(yīng)用性能是否受到了存儲(chǔ)IO瓶頸的影響？

如果答案是否定的，那就盡可能繼續(xù)使用基于傳統(tǒng)硬盤的陣列吧。 但是如果應(yīng)用性能開始下降，那就要考慮使用閃存存儲(chǔ)技術(shù)了，包括：服務(wù)器一側(cè)的閃存高速緩存、虛擬化HBAs、純閃存陣列或混合陣列等。

問題2：除了性能需求之外，你還面臨著很高的存儲(chǔ)容量需求嗎？

服務(wù)器一側(cè)的閃存和純閃存陣列的最佳應(yīng)用環(huán)境是對(duì)IO和延時(shí)有著很高要求的業(yè)務(wù)關(guān)鍵應(yīng)用，那些業(yè)務(wù)關(guān)鍵應(yīng)用的數(shù)據(jù)需要在很長(zhǎng)的時(shí)間里保持活躍，而且無需與其他的應(yīng)用程序共享存儲(chǔ)資源。有些應(yīng)用對(duì)IO處理能力的要求比傳統(tǒng)硬盤陣列能夠提供的IO處理能力更高，同時(shí)它們又會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，在這種情況下，它們最好是使用混合陣列。

問題3：傳統(tǒng)的陣列是否已經(jīng)老化過時(shí)，是否需要技術(shù)升級(jí)？

如果你打算更換現(xiàn)有的存儲(chǔ)陣列，那就請(qǐng)想辦法在環(huán)境中增加更多的閃存。在很多情況下，雖然價(jià)格會(huì)比較高，但是卻是很值得那么做的，因?yàn)槟菢涌梢蕴岣咝阅�、降低延時(shí)并提供更多的存儲(chǔ)容量。

混合陣列廠商

如果要說起混合陣列廠商，你可能會(huì)有亂花漸欲迷人眼的感覺。在購買之前先想好你需要什么，這很重要。很多混合陣列廠商同時(shí)也提供價(jià)格更昂貴的純閃存陣列，廠商們的銷售代表肯定更愿意向你推銷純閃存陣列。 如果你需要的只是低延時(shí)、高IOPS性能和高存儲(chǔ)容量的話，那就別聽他們推銷純閃存陣列了。

IBM、惠普和EMC都推出了混合閃存陣列產(chǎn)品。IBM的XIV Storage System提供了一個(gè)混合陣列的模型，IBM SAN Volume Controller（SVC）集中管理其閃存設(shè)備。 EMC在其VMAX、VNX/VNXe和Isilon品牌下提供了純閃存和混合閃存陣列產(chǎn)品。EMC的重要宣傳語是，它的客戶可以輕松實(shí)現(xiàn)從混合硬盤陣列到混合陣列再到純閃存陣列的升級(jí)，如果它的客戶想一直使用EMC的產(chǎn)品的話，那當(dāng)然還是不錯(cuò)的。

惠普在其3PAR品牌下提供了基于傳統(tǒng)硬盤的陣列、混合陣列和純閃存陣列。 NetApp的FAS 3250是一款閃存混合陣列，它服務(wù)的目標(biāo)應(yīng)用是對(duì)IOPS的要求超過15萬并能夠接受5毫秒以上延時(shí)性能的應(yīng)用。

甲骨文的ZFS Storage ZS 3是一款高性能混合陣列產(chǎn)品。它將閃存與DRAM整合在一起以實(shí)現(xiàn)較高的IOPS性能和低于1毫秒的讀數(shù)據(jù)延時(shí)性能，但是甲骨文給它標(biāo)出的價(jià)格比同等性能的純閃存陣列要低得多。

這個(gè)領(lǐng)域絕不是只有大牌存儲(chǔ)廠商存在。Nexsan的NST 5000提供了閃存層，將高性能閃存高速緩存與DRAM整合在一起以實(shí)現(xiàn)基于高性能閃存的處理能力。 American Megatrends 3500i分為純閃存或混合閃存兩種配置。

Tegile Zebi HA 2800為固態(tài)硬盤和傳統(tǒng)硬盤提供了擴(kuò)展槽，因此可以由純閃存陣列轉(zhuǎn)換成大容量混合陣列。Nimble的CS系列陣列使用了多級(jí)單元閃存高速緩存和成本經(jīng)濟(jì)的后臺(tái)SATA硬盤。 Tintri提供了一款使用SATA傳統(tǒng)硬盤的混合存儲(chǔ)陣列，但它的目標(biāo)市場(chǎng)卻是能夠?qū)�IO請(qǐng)求直接發(fā)給虛擬機(jī)的VMware虛擬化環(huán)境。

有些PCIe閃存卡廠商也開始采取行動(dòng)了。NexGen是閃存卡廠商Fusion-io推出的混合閃存服務(wù)器存儲(chǔ)產(chǎn)品。 NexGen將PCIe閃存卡與服務(wù)器中的閃存內(nèi)存和SAS硬盤結(jié)合在一起。Nutanix的NX系列產(chǎn)品能夠?qū)�PCIe閃存卡與虛擬化環(huán)境下的閃存和英特爾處理器整合在一起。 3000系列產(chǎn)品利用SATA固態(tài)硬盤和傳統(tǒng)硬盤增加了存儲(chǔ)容量。

混合閃存陣列可以在相對(duì)較低的成本條件下平衡性能和容量需求，因此適用于很多環(huán)境�，F(xiàn)在，市面上可選擇的混合閃存陣列產(chǎn)品眾多，為企業(yè)用戶提供了各種選擇，以便他們能夠挑選出最適合自己的性能和容量需求的產(chǎn)品。

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