闪存——释放IT潜能

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  混合型和全闪存这两种方案的应用在未来几年会显著增加。但闪存技术向全闪存阵列靠拢也会导致其成本越来越接近旋转介质的成本。混合型和全闪存两种方案的平衡可能要几年后才会达到,目前混合型闪存方案依其成本优势还会继续主导市场。
  ——NetApp产品市场高级总监Mark Welke
  闪存是一种高效的可重写内存,能够将服务器和存储系统的读写响应时间从毫秒缩短到微秒,实现多个量级的提升。它不包含机械活动部件,因此,该技术也比传统的旋转式硬盘驱动器更可靠、更耐用、更节能。也正是这些优点曾使闪存在电子消费品领域得到广泛普及,并且应用于各种设备中,包括手机和平板电脑。而今天,随着企业数据的爆炸式增长,对分析洞察能力越来越快的要求,以及数据中心能源成本的日益提高,闪存已经成为企业快速提升存储效能的关键要素之一。
  集体布局全闪存
  “由于闪存的经济性和高性能,这项技术将会对企业产生革命性的影响,尤其是对于事务密集型应用。大数据、社交网络、移动互联和云技术重塑了今天的企业环境,这一切需要更快速、更高效、更容易接入的业务洞察力,而闪存正是提供这一能力的有效方案。”IBM系统与科技部存储事业部全球总经理Ambuj Goyal表示。
  受到拥有成本、应用环境等方面的影响,闪存分为全闪存阵列和混合阵列,就市场层面而言,目前采用混合阵列的闪存产品使用更为广泛。在Gartner关于2012年基于闪存的存储阵列市场分析报告中可以看出,主流厂商对于全闪存阵列的起步相对较晚,反而是一些初创公司在这方面占尽先机。不过,随着企业对于全闪存需求的日益旺盛,主流厂商也纷纷开始布局该市场,通过收购TMS,IBM成功推出了全闪存阵列产品,并且较早推向用户;同年EMC发布了新的Xtrem闪存产品家族,包括已开始向精选客户交付的XtremIO全闪存阵列;尽管NetApp基于Engenio传统阵列架构推出的全闪存版本被认为是过渡版本,但其专为全闪存构建的FlashRay也计划于2014年推出正式版本。
  全闪or混合 需求说了算
  那么对企业来说,应该如何选择闪存产品呢?
  “如果企业在考虑新的项目,如大数据、虚拟桌面基础架构(VDI)、或者像关键任务应用和实时系统等需要持续高性能支持的应用程序,性能就是一个重要的考虑因素。”HDS中国区解决方案与专业服务事业部总监陈戈表示,“比如金融系统对响应时间有着严格要求,用户体验中任何可察觉的滞后都是不可接受的。而对涉及大数据的研究,比如基因组学研究,需要超高性能的系统支持数据挖掘和分析工作。在云计算领域,服务提供商需要存储系统提供可满足其客户需求的性能和服务品质。”
  如果性能对你的业务是一个关键因素,那么不妨考虑全闪存阵列。用闪存进行数据存储,就像是将信息放在一本无所不包的大百科全书里,你可以在这里找到你所需的信息,而不需要挨个地在书架上翻阅不同的书。因为,数据无需任何物理迁移便可直接检索,因此可显著缩短访问时间。
  相比之下,将数据存储在硬盘(HDD)上就像是将信息存放在图书馆书架上的书里一样,当需要访问数据时,你必须从不同的书架上找到相应的书籍。这种物理(或机械)过程很缓慢,访问时间也很长。因此,全闪存阵列的一个主要优势就是能够以持续速率提供高水平的性能,从而显著提升响应时间。
  “无论是混合型阵列还是全闪存阵列,闪存都有显著的性能优势。为了保持性能的持续性,闪存量必须能够支持数据工作区的单个或多个应用。”NetApp产品市场高级总监Mark Welke表示,“混合型阵列的经济优势体现在适量闪存和旋转介质(spinning media)的结合上。然而,在超高速缓存方案中,数据的应用要求需要从旋转介质中搜索数据,这会导致超高速闪存的缺失。这些要求最终会导致混合型的总体性能要次于全闪存阵列。对于要求最高性能和最低延迟的应用来说,全闪存阵列能够提供最佳方案。混合型和全闪存这两种方案的应用在未来几年会显著增加。但闪存技术向全闪存阵列靠拢也会导致其成本越来越接近旋转介质的成本。混合型和全闪存两种方案的平衡可能要几年后才会达到,目前混合型闪存方案依其成本优势还会继续主导市场。”
  据IDC有关报告显示,闪存市场将在未来几年出现明显扩张,以平均每年58.5%的速度增长,并于2016年达到16亿美元收入。届时,全球闪存年出货量将达611PB,而在2013年这一数据仅为31PB。
  得益于其在成本方面取得的重大进展,越来越多的企业采用闪存技术。全新闪存控制器具备处理更大存储容量的能力,可将全闪存配置的价格减少达46%。例如,Hitachi Accelerated Flash使闪存的价格仅为高性能SAS硬盘的4倍,与传统闪存阵列价格相比,降低了10倍。此外,控制器的压缩和重复数据删除功能可将有效容量提高5倍以上,进一步降低闪存的成本。IDC表示,固态存储阵列解决方案的价格将以每年28.7%的速度下降,将从2012年的11.12美元/GB下降至2016年的2.88美元/GB。
  尽管如此,由于闪存每GB的成本仍然高于硬盘,很多企业并没有急于用全闪存配置取代其原有的硬盘阵列,毕竟并非所有企业或业务系统对于速度都有着极高的要求。一些企业可能更倾向于通过可扩展和混合等方式以满足其不同层面的业务需求。在这种情况下,企业需要的也许就是在现有基础架构上增加闪存而已。
  “通过采用混合这一方式,企业可将使用频繁的数据存储在高性能的基于闪存的存储上,而将不常用的数据存储在成本更优的硬盘上。”陈戈说,“如今,这个过程可通过智能缓存和自动存储分层等技术来实现自动化,让企业在部署和使用基于闪存的存储时更便捷。例如,为企业现有阵列增加像Hitachi Accelerated Flash这样的的闪存控制器,并使用数据分层软件,便可自动将需要高性能应用程序的数据引导至闪存。这样,企业既可获益于闪存的高性能,同时也可继续利用硬盘存储解决方案的大容量优势。”   这种混合阵列可以加速提升主要工作的性能,如文件服务、技术应用、Microsoft Exchange、数据库,以及桌面虚拟化和服务器虚拟化等。打个比方,用混合阵列来支持虚拟桌面(VDI),其中经常访问的启动和登录文件可被缓存在闪存中,同时用户可以使用大容量硬盘创建和存储他们自己的桌面。
  硬盘阵列非常适用于需要大量存储空间,但对性能要求不高的应用程序,如文件存储应用程序或备份和恢复任务。企业可采用高容量SATA磁盘,其容量最高可达4TB,或者使用更高速的SAS盘,抑或是二者相结合,其成本仅为每GB几美分。总之,混合阵列为全闪存阵列提供了一个极具成本效益的替代选择,可信赖的硬盘存储将继续承担企业存储环境中最繁重的工作。硬盘在价格与容量方面仍然具有无可比拟的价值。换而言之,它使用频率少,但是却可以存储得更多。
  面对竞争日趋白热化的商业环境,企业要生存、发展壮大,必须做到以更低的成本更快地处理更多的业务。而在这个过程中,信息化将发挥前所未有的作用与价值。可以看到,企业需求正推动技术不断演进,而技术的创新也同样改变着企业的需求。
  需求促使用户转型
  “随着云计算的兴起,用户已经开始从购买单一产品向融合解决方案转型,而存储恰恰是融合解决方案的核心组成部分。”HDS执行副总裁Michael Cremen表示,“除了云计算等技术趋势的引领外,用户在采购过程中的关注点转变也是促成融合解决方案更受欢迎的原因,随着成本和投资回报压力的增大,用户开始更加关注运营支出,而不仅仅是初期资本支出。”
  所谓融合就是将计算、存储和网络融合到一个架构中,这样有利于降低企业或数据中心的管理难度。将计算和存储资源融合于单一设备,可提高整体灵活性,并尽量降低延迟时间。相比通过专用存储网络将单独的服务器和存储阵列连接起来,这种融合的方法既可以获得双方的优势,同时还降低了复杂性。
  据Gartner一项调查显示,一半企业已部署或正在部署融合基础架构,其中包括打包在一个端到端解决方案中整合的计算、存储、网络和系统管理资源。融合基础架构的目的就是整合系统、缩短部署时间、提高资源利用率并降低成本。
  如今随着融合的趋势越来越明显,融合基础架构也得到越来越多的用户的认同,将其看做数据中心架构的标准化途径,通过统一且高度虚拟化的资源来支持私有及公有的云基础架构。通过关键性工作负载(key workloads)对融合堆栈进行预先建立和验证后,融合堆栈也加速了部署时间,排除了解决方案的设计时间,优化了运行。总之,对企业而言,融合基础架构可以助其提高效率、降低运营成本、提高生产力,集中资源用来创新和创收。
  整合只为简化、优化
  “目前,融合基础架构发展得非常迅速,因为客户们偏爱这些预先完成架构设计的系统,尤其是带有像云基础架构这样针对高级需求的设计。”NetApp虚拟化和云计算解决方案市场总监Adam Fore表示,“当前,NetApp进行融合基础架构的方法是与领先的数据中心技术供应商合作,共同为客户提供最佳的解决方案,使其能够灵活地支持多种虚拟化平台、企业工作负载和云自动化工具。NetApp与思科公司合作的 FlexPod Datacenter解决方案就是一则典范。这套融合基础架构解决方案包括思科UCS服务端、思科Nexus网络以及NetApp存储,这几部分组件已经通过所有主流虚拟化技术(VMware、微软、思杰以及红帽软件)和企业工作负载(微软应用程序、甲骨文、SAP、思杰以及VMware虚拟桌面)的充分验证。它也支持多种云自动化工具。NetApp和思科也颇具创新性地开发了一套合作支持计划,它能在支持调用期间加强不同品牌组件的整体协作能力,排除了不同品牌产品之间互不兼容的可能性,使客户能够即时存取由思科和NetApp分别提供的深度技术支持。”
  可以看到,大厂商们都在打造垂直技术“堆栈”,EMC也不例外,通过打造技术堆栈,横向整合同类最佳技术,以更加方便客户自由选择。据了解,由VMware、Cisco和EMC三家厂商组成的VCE联盟所推出的Vblock,属于一种基础设施型整柜式套件,由VMware的虚拟化软件搭配Cisco的服务器与交换器、加上EMC的VNX储存设备而成,并由EMC、Cisco、VMware与Intel合资成立的VCE公司来负责销售与维护。
  “VBlock属于开机即用的产品,主要面向企业级用户,面向集成商更加友好。”EMC企业存储产品部高级产品经理李君鹏表示,“借助渠道伙伴的优势以及EMC在存储领域的影响,我们与博科等厂商联合推出了VSPEX开放性架构。VSPEX的推出可以说是Vblock的有效补充,VSPEX可以让渠道伙伴建立定制化的堆栈,在服务器、网络、虚拟化软件方面提供灵活多变的选择。”
  如今,融合基础架构可谓是大行其道,这点从国际品牌的布局便可看出,如惠普的CloudSystem、VCE联盟的vBlock、NetApp的FlexPod、IBM的PureFex System、戴尔的灵动系统(Active System)以及HDS的UCP平台、Oracle的数据库一体机等等,当然除了上述国际品牌,国内一些厂商也大力跟进,如华为FusionCube融合一体机,以及浪潮推出的天梭K1系统等。
  “FusionCube是创新的计算、存储、网络深度融合一体机,为用户提供了一个高度简化的一站式基础设施云平台,不仅可以使得业务部署上线从周缩短到天,而且与企业应用软件与中间件/数据库软件完全解耦,打破传统分离架构的IO瓶颈,数倍提升企业关键应用的性能。”华为IT云计算产品线FusionCube总经理王丰表示,“这种深层融合的好处就是简化和优化。安装与管理的简化,可以实现家电式的安装,插电即用。FusionCube所有的软硬件都是预安装好的,通过一键式部署和虚拟模板实现简洁交付。同时,FusionCube针对各种工作负载进行了充分的优化,例如针对虚拟化应用,FusionCube单刀片提供了768G,一个机框最大达到12T内存,计算性能高于业界200%。分布式存储也增加了可靠性并大大提升性能,在网络方面,FusionCube相比较普通的网络接口提升了6倍,达到56G的带宽,同时带来时延降低。”   尽管如此,我们在市场中还是听到了不同的声音,一些人认为不同品牌的服务器、网络及存储产品融合到一个机架中后,如何才能实现灵活的部署以及扩展,此外,一旦出现问题,售后服务如何解决?
  针对这些问题,虽然目前还没有一个完善的综合解决方案,但厂商们在推出融合基础架构解决方案的时候,都考虑到企业的核心需求与应用场景,并针对这些属性设计出不同的方案。因此,企业在选择融合产品的时候,一定要结合实际业务需求以及未来的发展重点进行综合考量。
  链接
  全闪存加速在线交易
  为管理日益增长的数据,同时为不断增长的客户群体提供更快速的线上交易,Kiwoom Securities证券公司必须做出改变。
  据了解,Kiwoom拥有20亿美元的资产,是韩国专门提供证券交易业务的最大的线上金融服务公司。该公司共有零售、批发、投资银行以及投资管理四个部门,为超过100万家企业和个人用户提供了全面的金融投资产品组合。另外,Kiwoom还运营了一家面向零售经纪的网上基金商城,并通过Hero Home Trading System(HTS)提供海外直接交易服务。
  为了加快与韩国证券交易所的交易流程,Kiwoom需要最大程度减少存储延迟。此外,该公司还需要能够迅速扩展性能的存储系统来保证自营商们能够快速、不间断地访问海量数据。
  “基于这样的需求,我们将业务数据从磁盘存储迁移至IBM FlashSystem全闪存阵列,该产品可以轻松集成到用户现有的存储架构中,和其他存储产品相比,能够显著提高存储性能和效率。”Kiwoom Securities证券公司首席信息官JinMan No表示,“我们的线上商业模型非常灵活,能够提供最低的佣金和最好的客户服务。通过采用尖端的基础架构,我们加强了自身的竞争优势,并成功构建了无实体店的在线经纪商业模型。FlashSystem帮助我们大幅提高了交易速度,提升了业务水平,并最终占据行业领先地位。”
  根据协议,Kiwoom将采用能够在每单位存储系统中处理1TB数据的IBM FlashSystem 710存储系统,借助MicroLatency技术,FlashSystem可以提供比磁盘快50倍的读写速度,即使在高峰时间,Kiwoom也能够享受到存储基础架构所提供的持续、高效的支持。此外,FlashSystem解决方案可以构建一个更快速、经济和易管理的交易环境,该环境可在未来进行扩展以支持更具有竞争力的客户服务。
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