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陣列之閃存立場:硬件門檻防人還是妨己?

張廣彬 發(fā)表于:13年04月28日 14:14 [轉(zhuǎn)載] 至頂網(wǎng)

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[導(dǎo)讀]全閃存陣列已成為現(xiàn)實(shí),全閃存數(shù)據(jù)中心(至少對(duì)絕大多數(shù)用戶而言)還是有點(diǎn)遙遠(yuǎn)的愿景。既然磁盤仍有巨大的價(jià)值,so,新一代的混合陣列正當(dāng)紅?其實(shí),本篇長文希望能解答下列疑問: 要具備什么樣的條件,才是合格的全閃存陣列?與新一代混合陣列的共性是什么? (陣列)硬件商品化,軟件核心價(jià)值是如何體現(xiàn)的? 為什么說線內(nèi)重復(fù)數(shù)據(jù)刪除等軟件功能是全閃存/混合陣列必備三大件? Fusion-io為何“改弦更張”,收購NexGen Storage?

傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)也被稱為“磁盤陣列”,眾所周知是因?yàn)镽AID的緣故。與單個(gè)驅(qū)動(dòng)器/模塊相比,RAID可以提高性能(并發(fā)訪問)和可用性(避免單點(diǎn)故障),這對(duì)閃存也是有價(jià)值的,所以能有“全閃存陣列”這個(gè)對(duì)應(yīng)的概念。由于閃存與磁盤的特性非常不同,一款真正圍繞閃存設(shè)計(jì)的全閃存陣列,肯定不能簡單照搬基于磁盤的RAID技術(shù),但是否完全與磁盤時(shí)代的積累(如SAS)“劃清界限”,就是正確的選擇呢?

Violin Memory的vRAID技術(shù),RAID控制器與VIMM的組合,與常規(guī)的磁盤RAID類似,差異在于RAID算法和VIMM

我們不妨先來看看,全閃存陣列代表性廠商Violin Memory在介紹其專用的閃存RAID算法vRAID時(shí),列舉了閃存解決方案在算法上面對(duì)的一些挑戰(zhàn):

  1. 閃存寫比讀慢;
  2. 在一個(gè)閃存塊內(nèi)(通常128-256KB),閃存寫入操作必須是連續(xù)的;
  3. 閃存塊大于用戶數(shù)據(jù)塊,因此需要一個(gè)映射系統(tǒng);
  4. 閃存塊在被寫入前必須先擦除;
  5. 閃存擦除耗費(fèi)時(shí)間較長(以毫秒計(jì),快與硬盤驅(qū)動(dòng)器的平均訪問時(shí)間一個(gè)量級(jí)了),且會(huì)阻塞同一芯片上的讀或?qū)懖僮鳎?/span>
  6. 閃存塊在物理磨損之前只能被擦除一定次數(shù),且不能再被使用;
  7. 閃存錯(cuò)誤隨著讀取次數(shù)而增長;
  8. 閃存經(jīng)過一段時(shí)間會(huì)丟失數(shù)據(jù),哪怕是沒被使用;
  9. 閃存會(huì)在塊、頁或模片級(jí)別退化,都要統(tǒng)計(jì)下來……

不難看出,這些算法不一定都要在RAID控制器層面解決,閃存控制器就可以做到。不過,那些不提供SAS/SATA SSD的廠商認(rèn)為不應(yīng)該引入這兩種協(xié)議,原因包括SAS/SATA接口最初也主要是為磁盤開發(fā)的,帶寬不夠給力(12Gb/s SAS綜合起來與PCIe 3.0有一拼,劣勢是剛開始產(chǎn)品化),更重要的是增加了(到PCIe)協(xié)議轉(zhuǎn)換的延遲。但是,考慮到要經(jīng)過FTL(不管這層在哪兒實(shí)現(xiàn))、各種接口(如PCIe)的控制器、RAID(不論磁盤RAID還是所謂vRAID)、主機(jī)端口(PCIe、InfiniBand、FC或iSCSI)等多個(gè)環(huán)節(jié),SAS/SATA的這點(diǎn)延遲,貌似也算不了什么。舉例來說,Violin Memory的3000/6000系列全閃存陣列的延遲指標(biāo),使用SLC閃存的型號(hào)低于250微秒(μs),MLC閃存的型號(hào)低于500微秒,與NetApp EF540宣稱的“亞毫秒級(jí)”(ms,1000微秒)相比并無明顯優(yōu)勢。

[責(zé)任編輯:任新勃]
任新勃
超簡潔的全新操作系統(tǒng)、用戶界面及硬件平臺(tái),豐富的應(yīng)用資源與數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù),提供了只有昂貴、大規(guī)模存儲(chǔ)提供商才能提供的特性與功能。這些性能就是全球領(lǐng)先的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商美國網(wǎng)件(NETGEAR)公司,推出全新ReadyNAS系列存儲(chǔ)產(chǎn)品以及一套運(yùn)行在其產(chǎn)品中的新開發(fā)的ReadyNAS OS 6 系統(tǒng)。
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