“如果你是一條航線(xiàn),有人想預(yù)定一趟航班,那么讓對(duì)方快速查到航班時(shí)刻表并完成預(yù)定操作會(huì)讓客戶(hù)心情愉悅。”希捷公司高級(jí)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Teresa Worth說(shuō)。 “航班預(yù)定一旦成功,航空公司也收到了機(jī)票費(fèi),那接下來(lái)航線(xiàn)數(shù)據(jù)就可以從 “熱”轉(zhuǎn)為“溫”了。如果客戶(hù)想換航班,查詢(xún)座位號(hào)或其他信息,客戶(hù)肯定還是希望速度夠快,但這時(shí)就不再是那么“熱”了,因?yàn)楹娇展竞驮摽蛻?hù)的交易已經(jīng)完成。航班飛過(guò)后,數(shù)據(jù)就可以變“冷”或近線(xiàn)存儲(chǔ)了。當(dāng)然數(shù)據(jù)仍需保持在可以被查詢(xún)的狀態(tài),因?yàn)榭蛻?hù)也許想在年末查詢(xún)當(dāng)年的飛行里程,并確定他們的這次飛行拿到了積分,但這時(shí)候讓他們稍微等等也沒(méi)有什么大問(wèn)題了”

就像做飯一樣,溫度就是一切?;蛟S還是跟做飯一樣,熱的材料最受關(guān)注,但做飯用到最多的還是那些冷的,放在冰箱冷藏和冷凍室里的材料。熱存儲(chǔ)一般都存在容量較低的驅(qū)動(dòng)器中,而冷存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器通常存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)則要多出好幾倍。這就形成了某種動(dòng)態(tài)的平衡,你必須在設(shè)計(jì)分層存儲(chǔ)時(shí)考慮到這個(gè)因素。T一個(gè)公司分層存儲(chǔ)時(shí)采用了何種方法對(duì)公司的經(jīng)營(yíng)收益會(huì)產(chǎn)生重要影響,甚至關(guān)乎著公司的存亡。

分層模型更新

存儲(chǔ)分層這個(gè)想法已經(jīng)出現(xiàn)幾十年了,但因?yàn)榇鎯?chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展,這個(gè)想法的細(xì)節(jié)也在因此不停的更改。更改集中在中間層和存儲(chǔ)架構(gòu)上。

這里說(shuō)的中間層是指選用的存儲(chǔ)媒介。磁盤(pán)存儲(chǔ),也就是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器以前既被用于交易型存儲(chǔ)(熱)也被用于近線(xiàn)存儲(chǔ)(溫),而磁帶則主要被用來(lái)歸檔(冷)這三種存儲(chǔ)的具體含義如下:

交易型存儲(chǔ)。指用于高速和大量商務(wù)交易的數(shù)據(jù)。交易型數(shù)據(jù)常常和產(chǎn)生利潤(rùn)的業(yè)務(wù)直接掛鉤,對(duì)公司生計(jì)有著決定性的作用。

近線(xiàn)存儲(chǔ)。以上述航班的例子為例,近線(xiàn)數(shù)據(jù)就是指那些從即時(shí)讀取降級(jí)成快速讀取的信息。它就像是放在檔案柜的卷宗,而不再是擺在桌子上的棘手文件。你仍然能快速方便的找到它,但得稍微多花點(diǎn)時(shí)間。雖然時(shí)間成本增加了,但換回來(lái)的是存儲(chǔ)媒介成本的大幅下降。

歸檔存儲(chǔ)。不久,你的檔案柜存滿(mǎn)了。這時(shí),企業(yè)常常會(huì)找出最老的文件,把它們裝箱然后放到像地下室或倉(cāng)庫(kù)這樣的冷存儲(chǔ)室里。這就是歸檔。如果方法得當(dāng),所有的數(shù)據(jù)將仍然被有序存放,但很明顯,想找到具體某個(gè)箱子查找到其內(nèi)容會(huì)花更長(zhǎng)的時(shí)間。隨著每GB磁盤(pán)存儲(chǔ)價(jià)格的下降,磁盤(pán)在不斷入侵并占領(lǐng)磁帶的市場(chǎng),結(jié)果就是近線(xiàn)和歸檔存儲(chǔ)之間的界限越來(lái)越模糊了,但磁帶在企業(yè)歸檔市場(chǎng)中,尤其是在備份/故障恢復(fù)應(yīng)用方面仍然處于統(tǒng)治地位。這說(shuō)明,在基于磁盤(pán)的系統(tǒng)當(dāng)中,磁帶庫(kù)也能被虛擬化和使用。

隨著固態(tài)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的普及,很多人正在注意到金字塔尖還有一個(gè)新的存儲(chǔ)層:Tier 0。

“Tier 0是專(zhuān)屬于SSD的,它涉及到的工作任務(wù)最重,占空比、耐久力和性能穩(wěn)定性最大” 希捷公司高級(jí)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Teresa Worth 說(shuō)。 “ Tier 0上的信息都是和交易及IOPS相關(guān)的。更快地完成交易能讓公司掙更多錢(qián),或者提升顧客的滿(mǎn)意度,進(jìn)而增加公司的競(jìng)爭(zhēng)力。”

如果想完整的解釋存儲(chǔ)架構(gòu),可能需要有一篇專(zhuān)門(mén)的文章。小企業(yè)用直連方式和網(wǎng)絡(luò)連接(DAS和NAS) 這兩種存儲(chǔ)可能就能很好的運(yùn)作起來(lái),這兩種存儲(chǔ)一般會(huì)分別選擇eSATA 或 USB 3.0再加以太網(wǎng),我們知道這些就夠了。但是這些連接的性能和可擴(kuò)展性都受到了某種程度的限制,因此不適用于較大的存儲(chǔ)。而事實(shí)上,在上世紀(jì)90年代及本世紀(jì)最初幾年里,存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SANs)的光纖通道技術(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。光纖通道的成功在很大程度上是源于對(duì)協(xié)議的寬容性。IP, iSCSI, ATM和其它協(xié)議都能在該網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行,效率也都一樣。

現(xiàn)在,作為一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),光纖通道能產(chǎn)生的最大傳輸速度是8 Gb/s 或16 Gb/s,但驅(qū)動(dòng)器接口的最大速度則僅為4 Gb/s。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),這樣的帶寬夠用了,但以太網(wǎng)的潛在帶寬是10 Gb/s,而且以太網(wǎng)有價(jià)格優(yōu)勢(shì)和更廣泛的使用范圍,因此光纖通道將很快面臨壓力。過(guò)去高速以太網(wǎng)的致命弱點(diǎn)是它的高價(jià)位以及由此對(duì)系統(tǒng)資源產(chǎn)生的影響,但網(wǎng)絡(luò)適配器中出現(xiàn)了TCP卸載引擎,它與更強(qiáng)有力的CPU結(jié)合后,高成本的問(wèn)題已經(jīng)基本得到了解決。這項(xiàng)技術(shù)加速了光纖通道在架構(gòu)和存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器兩個(gè)層面的衰落,為以太網(wǎng)的iSCSI掃清了障礙,最近,因此受益的又變成了串行并列SCSI(SAS)。和光纖通道一樣,驅(qū)動(dòng)連接器和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)都在用SAS,SAS因此變成了現(xiàn)在最高性能分層存儲(chǔ)的最佳解決方案。我們很快將跟進(jìn)一篇專(zhuān)門(mén)講述SAS的文章。

分層存儲(chǔ)服務(wù)器選擇

大多數(shù)分層存儲(chǔ)都會(huì)用到某種類(lèi)型的存儲(chǔ)服務(wù)器。表現(xiàn)形式一般是:將單機(jī)服務(wù)器系統(tǒng)連在被稱(chēng)為JBODs(“就是一摞盤(pán)”)的外接存儲(chǔ)箱上。這時(shí),一個(gè)JBOD跟一個(gè)連在類(lèi)似SAS接口上的裝有基架的磁盤(pán)柜差不太多。The JBOD attaches這個(gè)JBOD反過(guò)來(lái)又跟服務(wù)器相連,服務(wù)器里會(huì)包含一個(gè)存儲(chǔ)控制器,該控制器能進(jìn)行RAID操作并將磁盤(pán)陣列連接到一個(gè)更大的SAN結(jié)構(gòu)中。下圖展示的Xyratex RS-1600-FC2就是一個(gè)JBOD磁盤(pán)柜。

還有另外一種方法:有些企業(yè)喜歡把控制器/服務(wù)器和驅(qū)動(dòng)器裝在同一個(gè)磁盤(pán)柜里。一種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)是使用12個(gè)熱插拔的3.5”驅(qū)動(dòng)器,配合一個(gè)服務(wù)器平臺(tái)和3 Gb/s 的SAS結(jié)構(gòu),然后把它們裝在一個(gè)3U的磁盤(pán)擴(kuò)展柜。存儲(chǔ)器制造商們生產(chǎn)的磁盤(pán)柜有7U的,甚至還有能裝載超過(guò)60個(gè)3.5”驅(qū)動(dòng)器的8U磁盤(pán)柜,見(jiàn)下圖所示的雙面STX XS62-2810。

很明顯,存儲(chǔ)服務(wù)器的性能如何以及能否找到正確的目標(biāo)層取決于使用了哪種存儲(chǔ)處理方法和驅(qū)動(dòng)技術(shù)。裝有6 Gb/s SSDs 的最先進(jìn)的Xeon 5600平臺(tái)將被應(yīng)用于Tier 0,而基于SATA的JBOD如果和三年前研發(fā)的單CPU相連之后,則更適用于Tier 2?,F(xiàn)在的分層技術(shù)中有一些模糊的地方,其中大部分都是和Tier 1有關(guān)的。Tier 0需要可觀的預(yù)算作支持,才能挖掘其性能的最大潛力,而Tier 2常常被用來(lái)平衡可靠性,容量和價(jià)格。前些年談到這個(gè)話(huà)題的時(shí)候,我們的選擇似乎還只局限于兩種:也就是只需要在最快的SCSI 3.5”硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和最大的PATA或 SATA 3.5”硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器之間作權(quán)衡。而現(xiàn)在,需要考慮的因素增加了很多。

這篇文章中表達(dá)的想法是和頭三級(jí)驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)相關(guān)的,也就是從交易存儲(chǔ)到近線(xiàn)存儲(chǔ)。這里的討論中我們可以忽略磁帶,而把目光聚焦在兩種主要存儲(chǔ)類(lèi)型,它們的形狀系數(shù)及其它一些需要考慮的問(wèn)題上,這些因素在為分層存儲(chǔ)方案選擇驅(qū)動(dòng)器時(shí)都需要考慮到。應(yīng)用程序過(guò)去一直是被磁帶和光盤(pán)統(tǒng)治的,不過(guò),我們應(yīng)該注意到,把磁盤(pán)也納入考慮范疇將越來(lái)越有其必要性。一篇由企業(yè)存儲(chǔ)集團(tuán)撰寫(xiě)蘋(píng)果公司發(fā)起的題為“分層存儲(chǔ)藍(lán)圖”的論文說(shuō)道:在磁盤(pán),磁帶和虛擬磁帶解決方案之中,“故障恢復(fù)的失敗率平均為40%。” 究其原因,在部分程度上問(wèn)題就出在企業(yè)所存的數(shù)據(jù)的量上,以及存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)時(shí)非磁帶不選。在Tier 3選擇相對(duì)更慢但更可靠的、又能保護(hù)RAID的硬盤(pán)存儲(chǔ)能顯著降低深層存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)毀壞的風(fēng)險(xiǎn)。

SSD 驅(qū)動(dòng)器選擇:SSD

梯形存儲(chǔ)的頂層是SSD,它的形狀系數(shù)一般都是2.5”?,F(xiàn)在,SSD將NAND 閃存作為其存儲(chǔ)媒介而不是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)使用,對(duì)此你肯定已經(jīng)不再陌生了。不過(guò),NAND 存儲(chǔ)器有兩種:?jiǎn)螌邮酱鎯?chǔ)(SLC) 和多層式存儲(chǔ)。單層和多層代表的是每個(gè)存儲(chǔ)單元里可放置的信息單元(bit)數(shù)。多層式存儲(chǔ)(MLC)的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)單元能存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù),因此單個(gè)NAND芯片的總?cè)萘扛?,但這是以犧牲速度和使用壽命(系統(tǒng)失效前閃存單元可執(zhí)行的寫(xiě)循環(huán)次數(shù))為代價(jià)的。

通常來(lái)講,SLC的每個(gè)存儲(chǔ)單元里可進(jìn)行約10萬(wàn)次讀寫(xiě)。2-bit MLC每個(gè)單元能接受的讀寫(xiě)次數(shù)只有大約一萬(wàn)次,而到了3-bit MLC就僅剩一千次了。不過(guò)請(qǐng)記住,SSD中能進(jìn)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入的邏輯單元塊有上百萬(wàn)個(gè),而且,寫(xiě)入算法一直在發(fā)展,因此寫(xiě)入次數(shù)也在不斷增加。隨著容量,速度,讀寫(xiě)次數(shù)的增加,基于MLC的SSD正在受到企業(yè)界越來(lái)越多的青睞,而且有望成為未來(lái)Tier 0市場(chǎng)的主力軍。不過(guò),SLC技術(shù)仍然是Tier 0應(yīng)用程序中的首選。

在企業(yè)存儲(chǔ)市場(chǎng)中,SSD是如何被使用的呢?通過(guò)希捷公司的Pulsar系列產(chǎn)品,我們可以對(duì)此有個(gè)更清晰的認(rèn)識(shí)。目前有三種Pulsar 產(chǎn)品:Pulsar, Pulsar.2和 Pulsar XT.2。早先的Pulsar 驅(qū)動(dòng)器使用的SLC NAND容量分別有50, 100和200 GB,它們使用的都是3 Gb/s的SATA接口。 Pulsar.2使用MLC,容量從100到800GB不等。接口既可以選擇6 Gb/s SAS 也可以用6 Gb/s SATA,并且希捷還提供了加密功能。對(duì)那些對(duì)數(shù)據(jù)安全要求較高,尤其是法律上對(duì)此有強(qiáng)制性要求的企業(yè)而言,加密功能是非常關(guān)鍵的。加密功能將確保所有寫(xiě)入磁盤(pán)的文件都得到AES的保護(hù),沒(méi)有特定權(quán)限的人都不能進(jìn)入。Pulsar XT.2使用了容量為100, 200和400 GB 的SLC存儲(chǔ)器,接口則只能選用SAS 6 Gb/s,型號(hào)有加密和不加密兩種。

Tier 0目前使用的仍然是SLC SSD,因?yàn)榻灰仔痛鎯?chǔ)系統(tǒng)每秒產(chǎn)生的數(shù)據(jù)請(qǐng)求可能會(huì)多達(dá)幾百,甚至幾千個(gè),因此寫(xiě)入次數(shù)在這一級(jí)至關(guān)重要。這也是為什么盡管SSD性能表現(xiàn)非常高,一些企業(yè)公司在遇到重要應(yīng)用程序時(shí),仍然依賴(lài)硬盤(pán)的原因,因?yàn)橛脖P(pán)是業(yè)界公認(rèn)的MTBF 評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)較高的產(chǎn)品。一般說(shuō)來(lái),同樣花一美元,SSD可實(shí)現(xiàn)的IOPS是企業(yè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的20倍。 HDD大約是它的10倍。用哪個(gè)技術(shù)更好呢?答案不是固定的。不同的公司應(yīng)該根據(jù)自身的需求和特點(diǎn),對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行權(quán)衡之后作出選擇。

下面我們進(jìn)一步介紹如何對(duì)層2和層3進(jìn)行選擇,以及采用這種選擇的原因及帶給企業(yè)的好處。

驅(qū)動(dòng)器選擇:3.5英寸機(jī)械硬盤(pán)

和Pulsar 系列產(chǎn)品一樣,企業(yè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)上也有SAS和SATA兩種選擇。此外,還可根據(jù)規(guī)格尺寸(2.5英寸 或 3.5英寸)、容量和磁盤(pán)轉(zhuǎn)速來(lái)劃分硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。出于方便的考慮,我們來(lái)看一下最先應(yīng)用于傳統(tǒng)的希捷3.5”企業(yè)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)時(shí),這三項(xiàng)參數(shù)以及它們與各分層的結(jié)合情況。

希捷存儲(chǔ)棧的底層用的是Constellation系列,該系列包括Constellation ES和Constellation ES.2。兩種型號(hào)的轉(zhuǎn)速均為7200 RPM,且都有加密版本。Constellation ES的容量有500 GB, 1 TB和2 TB,并且可以選擇16, 32和64 MB三種高速緩存。用戶(hù)可以選擇購(gòu)買(mǎi)3 Gb/s SATA, 6 Gb/s SATA或6 Gb/s SAS三種接口。Constellation ES.2有6Gb/s SAS 或 SATA兩種,并且以最高3 TB的容量配以 64 MB高速緩存為亮點(diǎn)。但Constellation ES 和 Constellation ES.2都標(biāo)榜有120萬(wàn)小時(shí)的MTBF評(píng)級(jí)(0.73%的年故障率),這也說(shuō)明,盡管Constellation ES的容量較低,但傳輸速度能保持在147 MB/s,而Constellation ES.2最多也只有155 MB/s。這是源于兩種型號(hào)面密度的不同(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的密集程度):Constellation ES的324 Gb/in2 VS Constellation ES.2的444 Gb/in2。

很明顯,Constellation家族的性能和容量剛好契合Tier 2。

Constellation家族里還有一款每分轉(zhuǎn)速為7200 RPM的2.5英寸產(chǎn)品,有1 TB, 500 GB和 250 GB三種容量。跟Pulsar SSDs,Savvio 15K和 10K高性能驅(qū)動(dòng)器一樣,這個(gè)小巧驅(qū)動(dòng)器也能放入2.5-inch的分層存儲(chǔ)設(shè)備中,這一優(yōu)點(diǎn)讓Tier 2多了一個(gè)高容量又劃算的選擇。

說(shuō)到Cheetah NS, 這個(gè)形狀系數(shù)3.5英寸轉(zhuǎn)速1萬(wàn)的驅(qū)動(dòng)器時(shí),如何給它歸類(lèi)就沒(méi)那么好預(yù)測(cè)了。關(guān)于這個(gè)驅(qū)動(dòng)器,先撇開(kāi)規(guī)格不說(shuō),你首先注意到的可能是它的托盤(pán)大小和一個(gè)2.5”驅(qū)動(dòng)器是一樣的。它的小直徑讓它有了具備更高轉(zhuǎn)速的可能。NS 10K 的類(lèi)型有300, 450和 600 GB三種。無(wú)加密功能,但用戶(hù)可以在4 Gb/s光纖通道和6 Gb/s SAS兩種接口之間進(jìn)行選擇。

可以預(yù)見(jiàn)到,Cheetah 15K也具備了上述功能,直徑尺寸依然很小,但它的轉(zhuǎn)速達(dá)到了15 000 RPM—目前為止最高的轉(zhuǎn)速。容量跨度從73.4 到600 GB不等,每種都帶有16 MB高速緩存。4 Gb/s光纖通道或6 Gb/s SAS有更高存儲(chǔ)容量的型號(hào)。

SSD普及之前,最高層存儲(chǔ)都選擇像Cheetah 15K這樣的驅(qū)動(dòng)器。而現(xiàn)在,你可以考慮更多的因素并評(píng)估過(guò)IOPS性能和額定功率后再做選擇。

HDD 驅(qū)動(dòng)器選擇:2.5英寸機(jī)械硬盤(pán)

近幾年,2.5英寸驅(qū)動(dòng)器(15mm高)越來(lái)越受企業(yè)存儲(chǔ)的青睞,部分原因是它們具有較高的存儲(chǔ)密度和能效。盡管單個(gè)2.5英寸驅(qū)動(dòng)器的容量可能比3.5英寸的要低,但因?yàn)樗聿男∏?,所以相同的存?chǔ)空間中能配置更多驅(qū)動(dòng)器。就像IBM在其存儲(chǔ)著作中所指出的,2.5英寸驅(qū)動(dòng)器能“在在同樣大小的空間里幾乎多裝90%的驅(qū)動(dòng)器”并“減少40%的存儲(chǔ)空間需求量”。因此,一樣大小的存儲(chǔ)空間中,可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù),并實(shí)現(xiàn)更高的總體性能。

希捷的2.5英寸企業(yè)級(jí)HDD 最早用的是Constellation 和Constellation.2,其中Constellation.2尤其代表了最新一代的近線(xiàn)磁盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)。6 Gb/s SAS和SATA的容量都達(dá)到了1 TB,都可以選擇6Gb/s SAS和SATA兩種接口,并且驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)速都是7200 RPM。該系列有具備加密功能的型號(hào)以及140萬(wàn)小時(shí)的更高的MTBF。(0.62%的年故障率,超過(guò)了它的同門(mén)3.5英寸)

2.5英寸HDD圈的核心是我們的Savvio 10K系列產(chǎn)品,它提供了性能和容量的最佳結(jié)合,該系列產(chǎn)品中個(gè)個(gè)都具備了200萬(wàn)小時(shí)的MTBF(0.44%的年故障率)以及10 000 RPM的轉(zhuǎn)速。最新的Savvio 10K.5的容量達(dá)到了300到900 GB,這要?dú)w功于它506 Gb/in2 的面密度。 This also enables a 168 MB/s sustained transfer rate across the drives’ 6 Gb/s SAS interface. 這一特點(diǎn)也讓該驅(qū)動(dòng)器的6 Gb/s SAS 接口具備了168 MB/s的持續(xù)傳輸率。

不過(guò),希捷公司小型硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的制勝法寶還是Savvio 15K.3。這款驅(qū)動(dòng)器有146 GB 和300 GB兩種型號(hào),使用15 000 RPM轉(zhuǎn)速以及6 Gb/s SAS接口,持續(xù)傳輸率剛勉強(qiáng)達(dá)到200 MB/s。

現(xiàn)在,Tier 1存儲(chǔ)實(shí)際上是由Savvio系列產(chǎn)品來(lái)定義的。它的存儲(chǔ)密度最大,同時(shí)還使用一款高速又便宜的SAS 接口。想要什么樣的性能可以根據(jù)預(yù)算來(lái)平衡,因?yàn)?5K 驅(qū)動(dòng)器具備了所有最好的優(yōu)點(diǎn),除了在Tier 0級(jí)移至SSD之外。這一概念總體適用于分層式存儲(chǔ)。拋開(kāi)價(jià)格談性能是不現(xiàn)實(shí)的,因?yàn)榉謱邮酱鎯?chǔ)的終極目標(biāo)始終是:只要條件具備,就將使用率更低的數(shù)據(jù)存入成本更低的存儲(chǔ)媒介。

節(jié)能

隨著電力成本的上漲,各方對(duì)提高能效所施加壓力的增加,人們?cè)絹?lái)越關(guān)注存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器的耗電量。如果單拿一個(gè)來(lái)看,一個(gè)5W和8W 600 GB驅(qū)動(dòng)器的區(qū)別可能只是這兩個(gè)數(shù)字的區(qū)別,但如果是1000個(gè)驅(qū)動(dòng)器在隨著時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn),這3W的區(qū)別就是每年幾千美元的能耗差距了。

人們普遍認(rèn)為SSD比硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器更節(jié)能,如果是從每秒I/O操作數(shù)這個(gè)指標(biāo)來(lái)看的話(huà),這種想法當(dāng)然沒(méi)錯(cuò)。 但不是所有的應(yīng)用程序都把IOPS 視作主要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。400 GB Pulsar XT.2是現(xiàn)在最先進(jìn)的型號(hào),它的平均耗電是6.67W,而2.5” 500 GB Constellation.2是5.48W,也就是說(shuō)每個(gè)驅(qū)動(dòng)器容量高100GB的情況下還能節(jié)電近2W。是的,這兩種驅(qū)動(dòng)器的性能和價(jià)格懸殊很大,但當(dāng)預(yù)算和密度的優(yōu)先級(jí)比性能更高的時(shí)候,比如以一般的Tier 2存儲(chǔ)為例,Constellation.2在綠色節(jié)能方面就是最佳選擇。

為了研發(fā)讓企業(yè)級(jí)驅(qū)動(dòng)器能效實(shí)現(xiàn)最大化的技術(shù),希捷公司已經(jīng)花了幾年的時(shí)間。幾年前,Barracuda ES和Cheetah 15K 3.5英寸驅(qū)動(dòng)器最先擁有了被稱(chēng)為PowerTrim的功能,當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的某些區(qū)塊沒(méi)有存取操作的時(shí)候,PowerTrim可降低這些區(qū)塊的耗電量。希捷公司現(xiàn)在已經(jīng)采用了T10/T13委員會(huì)公布的標(biāo)準(zhǔn),他們對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂后將其命名為PowerChoice,首先由Savvio 10K.4, Constellation和Constellation ES系列使用。

PowerChoice 理論上是非常適用于二級(jí)存儲(chǔ)的,因?yàn)轵?qū)動(dòng)器的閑置時(shí)間最低從1秒起長(zhǎng)短不等的時(shí)候,PowerChoice就派上用場(chǎng)了。如下圖所示,一小時(shí)的休止?fàn)顟B(tài)將啟動(dòng)Standy_Z 模式,將耗電量降到僅為1.29W,用電因此會(huì)節(jié)省54%。這將觸發(fā)大約8秒的起轉(zhuǎn)時(shí)間,但是我們需要強(qiáng)調(diào)的是,這是近線(xiàn)數(shù)據(jù),如果需要等待8秒以上的話(huà),最好是像5年前的航班記錄這樣的數(shù)據(jù)。

這四種閑置模式會(huì)在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)觸發(fā)不同的程序。比如,模式A和B將保持磁盤(pán)以全速轉(zhuǎn)動(dòng),但A可以減少驅(qū)動(dòng)器處理器的能耗,而B(niǎo)則會(huì)將磁頭移到驅(qū)動(dòng)器斜面上。模式C 會(huì)降低RPM 率,而D會(huì)讓系統(tǒng)徹底停下來(lái)。請(qǐng)注意,管理員可以根據(jù)用戶(hù)需求定制這些驅(qū)動(dòng)器的計(jì)時(shí)和電力過(guò)度狀態(tài),從而將驅(qū)動(dòng)器調(diào)整到最適合用戶(hù)系統(tǒng)環(huán)境的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的最優(yōu)化。

耗電量會(huì)直接影響總體運(yùn)營(yíng)成本,是評(píng)價(jià)一項(xiàng)完整分層式存儲(chǔ)技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)。

ILM和成本回收

企業(yè)或組織一旦確定了自身的存儲(chǔ)需求,并決定了使用哪種方法對(duì)不同的數(shù)據(jù)組進(jìn)行分層以實(shí)現(xiàn)最佳性能和利潤(rùn)后,接下來(lái)的任務(wù)就是如何讓數(shù)據(jù)在各層之間自動(dòng)傳輸?shù)膯?wèn)題了。下圖來(lái)自SNIA(全球網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)工業(yè)協(xié)會(huì))數(shù)據(jù)管理論壇,它對(duì)數(shù)據(jù)如何在不同層間流動(dòng)給出了一個(gè)初步的想法,但很顯然,數(shù)據(jù)流的控制應(yīng)該是自動(dòng)化的。 因?yàn)檫@樣的管理極其繁瑣,所以除了那些非常小的公司之外,如果其他公司想用人工管理是很不現(xiàn)實(shí)的。

存儲(chǔ)分層是信息生命周期管理(ILM)實(shí)踐中的一個(gè)分支。而分層式存儲(chǔ)則指如何排列數(shù)據(jù),ILM是說(shuō)明了信息如何從最初生成發(fā)展到最終處置的一組操作和規(guī)定。SNIA對(duì)ILM的具體定義是:“信息生命周期管理包括策略,處理,實(shí)踐和工具,最終處置信息的過(guò)程中會(huì)得到一些數(shù)據(jù),信息生命周期管理能將這些數(shù)據(jù)的商業(yè)價(jià)值和最適合的價(jià)格最優(yōu)惠的IT系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)。把管理政策、服務(wù)質(zhì)量和應(yīng)用程序、元數(shù)據(jù)、信息及數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái),在此基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)信息和業(yè)務(wù)流程的完美聯(lián)合。”

有一種簡(jiǎn)化理解ILM的方法——將重心放在日期和頻率上。“ “飛機(jī)在X點(diǎn)起飛后,將該記錄從Tier 0 移動(dòng)到Tier 1,” 或者“如果某項(xiàng)數(shù)據(jù)每周的訪(fǎng)問(wèn)次數(shù)低于X次,就將它從Tier 1 移動(dòng)到Tier 2”。有時(shí),這就是一個(gè)完整的分層存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固投資回報(bào)率(ROI)時(shí)需要做的全部工作。戴爾公司談?wù)撍腃ompellent Fluid Data產(chǎn)品時(shí)指出,按照下面的原則,可以?xún)?yōu)化數(shù)據(jù)遷移:

正如戴爾在下圖中所示,數(shù)據(jù)不會(huì)總是從熱移動(dòng)到冷,注意到這一點(diǎn)很重要。很多情況下,數(shù)據(jù)可能需要從慢存儲(chǔ)層遷移到快存儲(chǔ)層,這也是為什么存儲(chǔ)架構(gòu)必須要可靠和高效的部分原因所在。

進(jìn)一步調(diào)查研究ILM是很有必要的,因?yàn)槿绻麤](méi)有合適的ILM,也就是說(shuō)它沒(méi)有得到你的IT團(tuán)隊(duì)和管理層認(rèn)可的話(huà),就不會(huì)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)投資的最佳回報(bào),你的數(shù)據(jù)也可能存在更大的風(fēng)險(xiǎn)。

企業(yè)存儲(chǔ)的重要性不只是ILM。隨著虛擬系統(tǒng)——從存儲(chǔ)器到服務(wù)器到云再到客戶(hù)端——在復(fù)雜性和普及度上的持續(xù)增長(zhǎng),分層也開(kāi)始逐步應(yīng)用于這些領(lǐng)域。分層化存儲(chǔ)在業(yè)界普及的這一天肯定很快就會(huì)到來(lái),如果現(xiàn)在還沒(méi)有的話(huà)。這也是為什么在構(gòu)建分層存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí),每一層都要用最好的驅(qū)動(dòng)器會(huì)那么重要了。找到你的企業(yè)需要的存儲(chǔ)層,擬定一個(gè)高效可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)移動(dòng)技術(shù)方案,并在這些存儲(chǔ)層中使用正確的驅(qū)動(dòng)器,這樣就能形成穩(wěn)定投資回報(bào)率了。

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