這三部分存儲空間承載的I/O并發(fā)流速并不一樣，每個I/O流的I/O模式也各不相同，如SU-1的臨時存儲一共有四個并發(fā)流，其中三個都是8KB，另外一個流是混合流，速率從4K到64K不等，同時I/O流下發(fā)到盡管分出來差不多45的空間里，每個I/O流真正訪問存儲池或者卷，其存儲空間的范圍也不一樣。
這些數(shù)據(jù)是捕捉了大量的workload后進行的一個系統(tǒng)統(tǒng)計分析，以嘗試能夠在實驗室環(huán)境里面進行復(fù)原。
測試流程分為預(yù)埋數(shù)據(jù)、預(yù)埋數(shù)據(jù)監(jiān)測以及數(shù)據(jù)收集，收集的各種性能數(shù)據(jù)涉及不同負載，時間可能長達到十幾個小時，負載壓力從百分之百滿載按十個百分點下降或上升，之后再進行數(shù)據(jù)驗證，檢測數(shù)據(jù)是否為當時定義的數(shù)據(jù)模式，最后進入系統(tǒng)，這個時候會做一些控制器重啟，檢測可靠性等方面的能力。
全閃存最關(guān)注也是行業(yè)客戶尚未關(guān)注到的I/O規(guī)格指標有哪些？浪潮最后得出的結(jié)論如下：
一是響應(yīng)時間。
響應(yīng)時間分成兩類，一是百分之百滿負載壓力情況下，二是有選擇的、不等負載力度環(huán)境下進行復(fù)雜運算（這種狀態(tài)下客戶可以感知到性能、感知到響應(yīng)時間）。
二是延遲。
硬盤時代、響應(yīng)時間為毫秒級的時候，尾延遲并不重要，但如果平均延時在一毫秒的時候，突然蹦出數(shù)十毫秒的響應(yīng)，可能就要出問題了，因為大家一直習(xí)慣了非?？焖俚捻憫?yīng)。不管延遲是99%，99.999%，誤差都需要在5%這樣一個時間范圍內(nèi)。
1.全閃Workload對比：從行業(yè)中來，到行業(yè)中去
目前，浪潮存儲正嘗試把全閃存應(yīng)用最多的金融、通信以及AI等主流行業(yè)合作一起制訂相應(yīng)的行業(yè)標準。在金融行業(yè)，浪潮存儲從2019年1月參與制訂全閃的技術(shù)規(guī)范測試規(guī)范，也了解到這些行業(yè)的頂級企業(yè)在集采和入圍采購環(huán)境下從混閃到全閃對workload的性能要求和規(guī)格變化，覆蓋控制器升級/故障性能，盤故障、RAID重建性能。對比發(fā)現(xiàn)，通信和金融行業(yè)相對比較完善，AI在彈性能力和數(shù)據(jù)服務(wù)疊加領(lǐng)域還未涉及。
通過梳理后建立了三個緯度：
一是基準模式，包括業(yè)界熟知的I/O大小、隨機順序等；
二是彈性能力，如在客戶生產(chǎn)應(yīng)用的生命周期需要進行維護，包括綜合橫向的擴容、軟件的升級，在真正出現(xiàn)這樣那樣軟硬件的故障期間、恢復(fù)以后等的性能表現(xiàn)；
三是數(shù)據(jù)服務(wù)疊加。
從這三個方面來看規(guī)格指標的定義，SPC-1的workload指標定義與行業(yè)客戶匯總起來的定義其實有偏差，各有長短，但是相對來說在基準測試模型方面，SPC的定義更系統(tǒng)、更完整。
2.全閃存儲性能 場景關(guān)鍵能力之重
為什么業(yè)界對全閃系統(tǒng)更關(guān)注性能和workload、如何獲取workload、如何存放存放workload，需要什么樣的工具？
另一家行業(yè)組織，全球網(wǎng)絡(luò)存儲工業(yè)協(xié)會（Storage Networking Industry Association，簡稱SNIA）十多年前專門運作了類似的技術(shù)工作組并發(fā)布了相應(yīng)的工具，不過業(yè)界參與的積極性還不夠高。
在浪潮存儲眼里，其實這是非常好的合作機會。
浪潮存儲正在與部分高校合作。在溝通中發(fā)現(xiàn)，高等院校很希望接觸到生產(chǎn)環(huán)境的測試，“從那兒挖掘出一些廠商以為是礦但高校認為是金子的好東西來”。
為了評估抓獲workload存放產(chǎn)生負載，市場上已經(jīng)推出了十多個工具，受到國內(nèi)行業(yè)客戶青睞的是vdbench，作為開源產(chǎn)品，由于創(chuàng)作者已經(jīng)退休，所以該工具并沒有得到持續(xù)維護，也一樣存在有待于解決的問題。
無論是SPC還是IO500等專業(yè)工具以及商業(yè)工具、開源工具，除了體系梳理，將來也會存在變革的機會。
為什么要考慮全閃性能在場景存儲關(guān)鍵能力上所處的位置？Gartner從2016年到2019年《全閃關(guān)鍵能力（critical capabilities）報告》時間軸變化中，把全閃存存儲產(chǎn)品服務(wù)的IT應(yīng)用場景分為五大類：在線交易、服務(wù)器虛擬化、高性能計算、數(shù)據(jù)分析和VDI；這五大場景中，Gartner收集的是真實客戶使用IT基礎(chǔ)設(shè)施的體驗，以及從浪潮這樣的存儲廠商方面獲取的信息。
通過建立相應(yīng)的權(quán)重，可以看到性能在全閃的7項關(guān)鍵能力中在5大場景占據(jù)4個權(quán)重第一，其中虛擬桌面排名第二位，虛擬桌面存儲的不全是持久的數(shù)據(jù)，也有一些虛擬機OS相關(guān)的臨時文件，這部分數(shù)據(jù)如果出現(xiàn)問題，產(chǎn)生的影響不大，畢竟VDI客戶關(guān)心的是數(shù)據(jù)的效率服務(wù)，比如重刪、壓縮等，后者比重占20%～40%；高性能計算的比重從42%提升至44%、數(shù)據(jù)分析場景從25%提升至36%，在線交易場景由28%降為26%，其他場景無變化。
Gartner的《全閃關(guān)鍵能力報告》中表明，廠商和客戶應(yīng)用關(guān)注的重點都在性能方面，并且正在加大研發(fā)領(lǐng)域的投入；性能，也堪稱全閃存存儲關(guān)鍵的因素。
3.存儲負載與性能規(guī)格指標體系
依據(jù)各三方機構(gòu)、行業(yè)客戶的匯總信息，其建立的全閃存儲工作負載、規(guī)格指標等其實各有短長；廠商也有責任和義務(wù)幫助用戶明確workload要覆蓋哪些、哪些是主流的、哪些是場景所需要不同的路徑，同時也需要開發(fā)出自己能夠捕獲workload的測試工具，并在實驗室里面可以重放，每一個新產(chǎn)品、新技術(shù)上市之前要做好驗測，和一些場景結(jié)合定義方案。
浪潮存儲對性能矩陣進行了結(jié)構(gòu)化梳理，用一頁PPT來呈現(xiàn)，組合了數(shù)千workload要素：一是基準，二是服務(wù)疊加，如快照、復(fù)制、雙活以及壓縮、重刪等，三是在應(yīng)用生命周期發(fā)生的擴容、升級、故障，維護等工作在遷移workload上面的性能指標。
最龐大的是基礎(chǔ)。PPT對IOPS、I/O Sizes、隨機順序、讀寫比例等業(yè)界熟知的概念進行更多抽象化梳理，從而展示了一個樹型的、從上往下，在橢圓形框中并行的選項，但真實生產(chǎn)應(yīng)用環(huán)境存儲負載遠遠不止一條路徑，可能下來后有8條、16條幾十條的路徑下來，需要收集大量的規(guī)格指標。
4.全閃存儲面臨性能瓶頸
全閃的性能，多好算好，是不是已經(jīng)足夠好，發(fā)展到了盡頭？
眾所周知，時下計算機、服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，都是遵從上世紀40年代的馮諾依曼架構(gòu)，其I/O處理能力有兩個基本的要求：容量按需增長、與計算處理一致的速度。在過去5年，CPU遠遠不及摩爾定律翻番的要求，人工智能GPU/NPU算力正在接棒CPU，延續(xù)高速增長摩爾定律，加劇存儲I/O性能問題嚴重性。
站在今天的角度看明天，存儲系統(tǒng)瓶頸已經(jīng)很明顯，NVMe（PCIeG3-G5）和DIMM成為SCM接口，并發(fā)效率極高，非易失性介質(zhì)正在進化到存儲級內(nèi)存，訪問速度的提升尤其是延遲的降低呈百倍級的變化，達到微秒級，而帶寬隨著PCIe的升級也是5至10倍的提升，曾經(jīng)的16G正在向25G、64G、100G這樣的高速存儲發(fā)展。
借用行業(yè)兩個經(jīng)典報告《Redrawing the boundaries of software and Fast Memory 》與《Hennessy and Patterson, Computer Architecture》的數(shù)據(jù)來展示從硬盤時代到SAS SSD，NVMe SSD到DIMM的SCM介質(zhì)，軟件棧在延遲方面所占的權(quán)重越來越高，從不足1%到90%以上，即軟件棧的延時瓶頸；而CPU的性能過去5年僅有5%的增長，已經(jīng)成為IOPS的瓶頸。 （未完待續(xù)）
【下期話題：存儲性能增長技術(shù)及浪潮存儲的創(chuàng)新實踐】
