閃存系統(tǒng)：不是所有閃存系統(tǒng)都是“合格品”

前不久在某業(yè)內廠商的大會上，該公司的存儲產品線高層曾說了這樣一句話：“相比那些初創(chuàng)廠商，我們的閃存系統(tǒng)更靈活、易于擴展和適用于企業(yè)應用。”雖然這句話帶有著明顯的進攻和宣傳味道，但他所說的并不是完全毫無根據的。

我們可以通過高端存儲系統(tǒng)和中端存儲系統(tǒng)的區(qū)別來先為這個問題的發(fā)展做個預熱：從2010年開始，此后主流存儲供應商發(fā)布的存儲系統(tǒng)在容量上的差別越來越小，往往中端存儲系統(tǒng)的最高配置的盤片數量和IOPS性能，與高端存儲系統(tǒng)的中、低端配置幾乎相同，但它們仍然被分在中端和高端兩個不同的產品系列中呢?

這就要回答一個問題：高端存儲系統(tǒng)和中端存儲系統(tǒng)的區(qū)別是什么——在企業(yè)級存儲系統(tǒng)中，高端存儲和中端存儲的區(qū)別在早期確實主要是來自于容量和性能，因為存儲系統(tǒng)的設計涉及到成百上千塊磁盤，確實具有一定的設計難度，但隨著ccNUMA等架構的不斷成熟，高端和中端存儲的區(qū)別已經不再由性能和容量為主要區(qū)別(尤其是在兩個產品系列交界的地方)，最主要的劃分方式是可靠性和提供的面向企業(yè)級應用的能力。

比如說在高端存儲系統(tǒng)上，對OLTP、OLAP的支持能力更強;在可靠性方面高端存儲往往提供6個“9”的可用性，而中端存儲往往是4或5個“9”;在安全訪問、審核和數據加密方面，高端存儲往往支持全局安全特性，而中端存儲則略有差別;在支持主機、大型機以及在線升級方面，高端存儲的水平也會更高。

在閃存系統(tǒng)上也是同樣的問題：并不是全部插入閃存盤的存儲陣列就是閃存系統(tǒng)，這其中又包括兩方面的考量標準。

首先，閃存系統(tǒng)必須要針對閃存的特性設計，而不是在基于傳統(tǒng)磁盤的陣列設計上更新閃存盤。眾所周知，傳統(tǒng)陣列是圍繞著緩存(Cache)展開的，由于傳統(tǒng)磁盤的速度并不夠快，通過Cache技術，傳統(tǒng)陣列能夠提供讀命中，以降低讀時延;能夠提供回寫，以降低寫時延，雖然這會導致較高的CPU占用率和內存占用率，但為了得到更好的性能，我們不得不這樣設計。因此，我們不能也無需在閃存系統(tǒng)上設計復雜的Cache，盡量應釋放CPU來處理更多的IO。

同樣重要的是，由于SSD和傳統(tǒng)磁盤的延遲性能指標差距巨大，如果我們直接將SSD插入傳統(tǒng)陣列，只能發(fā)揮SSD的一小部分性能，需要盡量縮短陣列內部IO路徑上各個模塊的時延來充分發(fā)揮SSD的性能。

在系統(tǒng)設計——數據鏈路的設計、盤片連接、Cache設計——上，傳統(tǒng)陣列并不應該也不能夠通過直接插入SSD來獲得“閃存系統(tǒng)”，一來這無法利用閃存的全部優(yōu)勢;二來在成本上將是十分低效的。

其次，是閃存系統(tǒng)的核心功能與技術問題，SSD的內部維護了一張映射表，記錄了LBA到閃存頁面的映射關系，每一個寫IO，都會導致該映射表被更新，LBA被重新映射到新的閃存頁面�？梢哉f，SSD天生就是ROW(Redirect On Write，寫時重定向)。

對于基于SSD構建起來的閃存系統(tǒng)，ROW已經深深嵌入了其靈魂深處。如果先將底層的SSD打散以實現塊級虛擬化，并在此基礎上實現基于查表而不是基于計算的LUN映射，那么將會給閃存系統(tǒng)帶來無盡的好處：

1、 可以支持Thin Provisioning，部分克服SSD較貴所帶來的初始投資過高的問題。

2、 可以支持ROW的快照，實現快照不影響源LUN的性能，而且快照和克隆完全歸一。

3、 可以支持全局磨損均衡，以減少單塊SSD失效對陣列帶來的影響。

4、 可以支持在線重刪，盡量減少對閃存的擦寫，以使用延長壽命，同時還可以引入價格低廉的消費級SSD來支撐企業(yè)級應用。

其中，支持Thin Provisioning(自動精簡配置)和De-Dupe(在線重刪)對于閃存系統(tǒng)來說意義重大。

雖然閃存在容量價格比上正在朝著15k轉速SAS逼近，但客觀來說，這兩者之間還是存在著一定的差距。閃存盤的單盤容量和單盤價格目前來說還不適合大規(guī)模、全數據中心的部署，如果具有Thin Provisioning(自動精簡配置)技術，就能夠以少量的閃存盤支撐更多的用戶和應用需求，并隨著閃存盤價格的下滑與單盤容量的上升，陸續(xù)以更低的成本購買并擴充閃存盤的規(guī)模。

De-Dupe(在線重刪)則是有效降低閃存系統(tǒng)讀寫摩擦損耗，提升閃存系統(tǒng)容量的關鍵技術，正如上文所說，通過重復數據刪除技術，將重復的數據進行刪除，顯然將降低對閃存的讀取和寫入工作量，也正是在這項指標上，許多現在市場上主要的“閃存系統(tǒng)”難以稱得上名副其實，它們中的絕大部分都不支持在線重刪技術。