搞全闪存阵列的各执一词 宏杉说别吵了,就用我哒

来源:畅享网  
2016/8/17 11:13:03
全闪存阵列也许十分诱人,但并不是每一个全部使用闪存介质的存储阵列,都称得上"纯粹的全闪存阵列",它们中的许多,并不完美。

本文关键字: 闪存

全闪存阵列也许十分诱人,但并不是每一个全部使用闪存介质的存储阵列,都称得上"纯粹的全闪存阵列",它们中的许多,并不完美。

"尺有所长,寸有所短",在企业级存储市场,产品指标上略有不同,产品特性上各有所长,本是再常见不过的事情,但是在"全闪存阵列到底为什么'不完美'?"这个命题上,站在不同角度的存储系统供应商,"吵架"吵的也是颇有水准。

过去十几年在市场上获得显著成功的大厂们认为,"那些初创企业的产品并不完美,它们太像是玩具,没有企业级应用的特性,尤其是在数据保护方面,以及对主流企业级核心应用的支持上,都显得十分幼稚",某老牌存储厂商的存储产品主管曾在大型会议上宣称:"那些初创企业的全闪存阵列都不是合格的企业级产品。"

来自以色列和美国硅谷的初创企业听到这样的言论很难咽下这口气,他们不仅并不打算对老牌大厂的指责买单,而且还反唇相讥了回去。

他们认为,"那些经由传统(磁盘)存储阵列改进而来的产品,不是真正意义上的全闪存阵列,只是传统阵列采用了新的介质,提高了性能、降低了延迟,属于改进版。"在全闪存阵列市场最为激进和领先的某初创厂商CEO曾经在路演中表示:"并不是企业不需要那些改进的产品,但是它们不是我们所追求的全闪存阵列,也不是未来在数据中心主导地位的。"

说到在数据中心占据主导地位,这倒是几乎所有人都共同认定的唯一一件事情,因为无论是传统大厂还是初创企业,或是IDC、Gartner等分析机构,或是企业级数据中心的CIO、IT管理者,他们在这件事情上达成了惊人的一致:未来的数据中心是属于闪存的,不止是全闪存阵列,服务器里面也都会充斥着闪存。

对于这一远景,IDC有着这样一组数据:到2019年,全球全闪存阵列市场(包括前述两种产品)将达到55亿美元,将占购买的所有主存储设备的60-70%,而剩下的预算也将被用来混合阵列(是的,你不会在2019年之后看到新购入磁盘阵列用作主存储),不仅如此,全闪存阵列将从现在的单一负载部署转向混合负载部署,真正满足多样化的数据中心需要。

不过,既然提到了IDC,就不能不提IDC是如何"凭借"一份报告,差一点儿成为这场新老玩家之间论战的漩涡中心的,是的,就连被认为一向公正的IDC,也差一点没拿捏好其中的规则,或者说……利害关系。

在2016年全球全闪存阵列市场报告中,IDC罕见的更改了有关全闪存阵列的定义,将其定义为"任何基于网络的存储阵列,它只支持全闪存介质作为永久存储并且作为一个独有的SKU提供",这是IDC在定义产品属性时极少出现的"反复"情况,而根据这一定义,那些"经过大量的闪存优化,不支持HDD,但也不包含任何不同于混合(配置)阵列或是磁盘阵列的硬件"的产品首次入围,并且对2015年第四季度的报告"进行了大规模的逆袭"。

事实上,所有的这些言论、报告、事实,以及IDC的"出尔反尔",很大程度上都怪不得它们本身,这只是如今火爆的一塌糊涂的全闪存阵列市场缩影:

传统大厂们通过收购或是原有产品优化、全闪存化来抢占市场;初创企业则激进的推出一个又一个性能高的吓人的全闪存怪兽;IDC和Gartner的每一个有关全闪存阵列的报告都引来诸多的非议、疑问和吐槽--这全都是因为全闪存阵列太重要了,毕竟(按照Gartner的预估)到2019年,全球超过20%的高端存储阵列采购将被全闪存阵列所代替。

但这样的情况对那些管理企业数据中心的CIO和IT经理们却并不是一件让人放心的好事,他们已经了解全闪存阵列的价值、优势以及略有不足的地方,而闪存不断按照摩尔定律降价的速度,以及供应商之间激烈的价格战、服务战,也让全闪存阵列变得不那么遥不可及,可问题是:"谁也不能只看着眼前的产品买东西,如果买错了,对供应商来说不过是一台设备,但对企业来说,很可能是3-5年的预算为自己挖了个坑。"

所以,犹豫一下,或许可以再等一等新的、更好的产品上市?但宏杉科技总裁李治认为,全闪存阵列现在挺好的,那些从磁盘阵列"转化"而来的"全闪存(介质)的阵列也挺好的","现在不买,更待何时?"特别是,他们等的--就是宏杉的全闪存阵列系列产品--这不是已经上市了么?

宏杉涉足全闪存:传统升级与新兴变革两手都要抓

"闪存的价格两年内就应该和万转硬盘相差无几了,2.5英寸的万转硬盘基本上就会消失,也就是说两年内闪存就要取代2.5英寸万转(SAS)硬盘了,今天就是逐步过渡到那一步的开始,以后不会有人再去考虑15k和10k转速的硬盘,这个取代会自然而然的发生,对许多存储厂商来说,他们都还没有准备好。"

李治认为,如今市场上闪存技术的快速发展存在两个原因:第一,是高转速硬盘的性能、容量和价格优势都已经消耗殆尽,闪存已经很明显优于高转速硬盘,并且在可靠性、可管理性等方面有很大优势;第二,需求端对性能的需求随着新的业务应用和特色行业的兴起正变得越来越强烈,硬盘完全不可能满足这一需求。

"比如说VR,现在VR非常火,但是从应用端往回看,系统的各个环节都是瓶颈,大到处理器、网络、存储,小到PCIe插槽的速度,都和高清VR对性能的需求差得远,在国外,4K已经基本普及了,之后是3D 4K,再往后是8K,还有高清VR,这些需求正在不断推动后端基础设施技术的变化,否则前端的技术不可能普及,用户也没办法接受。"

有需求自然就有市场,有市场自然就有供应商挤破脑袋要进去竞争,就要推出新的产品,对宏杉来说也不例外,而进入到全闪存市场就会有文章开头的问题出现:宏杉到底是站在初创公司一遍,什么都重头再来,干脆搞一套新的东西,"体现出纯粹的全闪存阵列",还是站在传统存储厂商一遍,"把现有的产品做做优化,尽可能发挥出闪存的优势,推出升级版的全闪存阵列"?

李治的答案是:这就是为什么宏杉分了三个系列,混合阵列、AF系列全闪存和AFT系列全闪存,"(全闪存阵列)这个市场潮流是两部分,而且不同的客户喜欢不同的产品,有愿意尝鲜的客户,也有对价格敏感要先看看的客户(会去选择混合阵列)。"

AFT系列是宏杉全新设计的全闪存阵列产品,在MS7000-AFT系列之下有MS7010-AFT和MS7040-AFT两个型号,宏杉科技产品经理张夏男表示,宏杉在设计"基于SSD的全闪存阵列时就明白,闪存的性能完全不同,闪存的特性也完全不同",因此,AFT系列所体现的,就是"全闪存阵列需要的完全不同的硬件架构和完全不同的软件处理方式。"

搞全闪存阵列的各执一词 宏杉说别吵了,就用我哒

AFT系列的产品规格,文章后续会有详细的说明

张夏男介绍,宏杉的AFT系列(T代表Turbo)就是纯粹全新设计的全闪存阵列,硬件架构和软件架构上的优化都是全新的,它包括了横向扩展设计、引擎处理能力设计、SSD通道设计、全局磨损均衡、写入优化以及性能与功能的平衡,并且具有全闪存阵列必备的,诸如重复数据删除等技术。

"AFT系列在架构上做了许多独特的设计,与AF系列有着比较大的区别,但移植了宏杉至强混合阵列、磁盘阵列的数据保护等高级软件功能,并且可以将数据备份到混合阵列的磁盘中去,或是通过复制、快照、镜像等功能在软件功能、产品性能和容量利用率上达到非常好的平衡。"

有了全新设计的AFT系列全闪存阵列,宏杉就这一点来说看起来已经占到了以色列和硅谷初创厂商的那一边,打算用全新设计的全闪存阵列,搞一搞对现有存储市场的颠覆,但李治却说:"对于全闪存,有些客户不要求最好的性能,也不关心是不是100%发挥的出来,所以还需要有折中的方案。"这就是AF系列。

从AF系列横跨MS2500G2-AF、MS3000G2-AF,到MS5500-AF、MS7000-AF等宏杉全系列在售磁盘阵列的家族配置上就能明白,这基本上就是宏杉传统存储阵列在经过一定的软件优化之后,将磁盘介质替换了闪存而形成的"传统厂商的不那么彻底变革的产品",但李治认为,就很多客户的应用场景来说,这其实没什么大问题,"是性能和成本的这种与平衡"。

"AF系列基本对应全系列的MS系列混合阵列产品,是对应的全闪存版本的配置,在一些已经部署的项目比如说交易所的辅助系统中,使用的就是AF系列的产品。" 张夏男提到,AF系列基于宏杉过去的混合阵列的硬件架构,"在软件特性和功能上做了很多优化,提供全闪存的版本。"

对于AF系列产品所面向的用户群体,李治认为,一方面,有许多客户需要闪存,但是不是那么彻底的、极致的、100%的,"他们只是需要性能更好的,达到现在系统要求的",就这一点来说,AF系列已经可以满足需求;另一方面,即使是AF系列的全闪存配置的阵列,性能也是非常突出的,"我们要做的就是普及先锋,这个技术已经没什么门槛了,我们可以搞一些看起来高大上的东西,就是要进入普及期。"

所谓的"普及先锋",尤其体现在宏杉的AF系列中的一些低端型号的AF版本中,比如说MS2500G2-AF系列的MS2500G2-AF-25T和MS2500G2-AF-16A这两款产品,李治说"全闪存阵列和混合阵列在硬件上的价格差不多,只是配置全闪存的时候,介质要稍微贵一点,但是性能跑起来肯定比混合阵列要高得多。"

此外,李治说到,"既然EMC已经号称自己的入门级产品两万多美元已经很便宜了,我们就会选择一些性价比好(主要是互联网公司大量使用的、具有成本效益)的(闪存)介质,把它打包在我们的(入门级)产品里,作为我们普及先锋的产品(推向市场)。"

除了是充当普及先锋角色的AF和宏杉当前最高端的AFT系列,李治表示,下一步宏杉还会有更高性能、服务于极致性能需求客户的全闪存阵列推出,"再往下做肯定是NVMe的阵列,不过,这也要看客户对性能的需求程度,暂时我们还是以AFT为主服务于这些客户,毕竟真正需要极致性能的客户是很少的少数。"

混合阵列、AF系列、AFT系列,再加上未来可能的NVMe系列,宏杉在存储系统上逐渐形成了完整的存储系统产品线,但这还不能回答一个疑问:知道AF系列是传统阵列的"介质升级版",属于传统厂商的升级改造版,那么,宏杉又怎么证明AFT系列是属于以色列和硅谷初创企业所认定的"纯粹的、真正的全闪存阵列"呢?

AFT系列:与过去完全不同的全闪存阵列

就硬件架构上来说,宏杉AFT系列具有横向扩展和纵向扩展能力,横向扩展通过控制矩阵,可以横向扩展到8个控制引擎,采用PCIe 3.0或40Gb/100Gb低延迟以太网互联;纵向来说,每个引擎可以扩展6个SSD交换单元,每个SSD交换单元支持384Gb后端通道。

AFT系列单个引擎采用四个10核心的英特尔至强E5系列处理器,每个处理器2核,因此,单个引擎提供80个CPU线程的处理能力(如果打开重删的话,CPU仍然较为吃力,但宏杉也在解决这一问题,后续会提到),1.5TB高速缓存,384Gb交换带宽(25块盘),提供40万IOPS(25块盘)。

说到交换带宽,384Gb是个略微奇怪的数字,理论上来说,传统SAS架构中,每个硬盘柜包含2条链路上行,2条链路向后端纵向扩展,考虑到SAS 2.0 6Gb的速率,以及4路同步并联的宽链接单向总带宽可达到24Gb,单个引擎与硬盘柜连接时,所有硬盘一共只有24GB x 2,共计48Gb的链路带宽可用,那么384Gb又是从何而来?

很显然,如果还按照之前的计算方式,即使是换成48Gb的SAS 3.0,带宽总数也就是达到48Gb x 2,共计96Gb,还是与384Gb有不小的差距,张夏男表示,这就是AFT系列特殊设计的地方:AFT系列取消了盘柜向后纵向扩展的2条链路,单个引擎连接单个盘柜,提供8条链路上行,即48Gb x 8,共计384Gb的链路带宽,同时,每个盘柜25块SSD盘,每6个SSD独享2条48Gb的SAS 3.0通道,另一一块盘作为热备冗余使用。

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宏杉AFT系列的硬盘通道设计

除了硬盘通道经过全新设计,AFT系列也加入了宏杉专利的基于Cell的CRAID 3.0技术,进行针对闪存介质的全局磨损均衡,它采用"采用底层硬盘管理和上层资源管理两层虚拟化进行管理的模式",每个硬盘空间被划分成一个个小粒度的数据块,在这些数据块的基础上来构建RAID组,使得数据均匀地分布到存储池的所有硬盘上,从而实现全局磨损平衡,这一技术属于当前较为流行的将介质进行"Chunk-Cell化"的技术,性能负载分摊优化更好,空间利用率也较高,同时,重建速度表现也更好。

张夏男表示,在AFT中使用CRAID3.0,对写入优化有很大的好处,第一,对于不同RAID类型,自动执行不同的闪存优化算法,减少写入操作次数,缩短IO路径,实现性能优化。第二,写入操作在写缓存中进行处理,直接返回写确认,写入完成,可减少延时;之后写入内容在写缓存中合并为合适RAID条带大小,再下刷到SSD,可延长SSD的寿命。

"在实际测试中,延时低于0.5ms,混合IOPS(70%读+30%写,8KB全随机)达到40万IOPS(1个SSU,SSD扩展单元,24块盘,每6块盘分为一组,1块全局热备盘)。"

此外,提到重复数据删除,李治表示,宏杉当前是支持重删的,AFT系列提供重删的功能,考虑到当前重删对处理器的工作负载压力太大,李治透露,宏杉回去考虑使用硬件加速的方式,比如基于FPGA的重删卡,增强AFT系列的性能。

经过全新设计的AFT系列,在全闪存阵列架构和对闪存介质的支持上,更倾向于以色列和硅谷的初创企业,但这并不意味着"它没有贴近传统企业级存储的高级软件功能",张夏男表示,AFT系列既提供去除了复制、快照等高级特性,缩短I/O路径,提供极致性能的性能模式,也提供了"功能模式"。

可供选择的功能模式,除了提供足够的性能(考虑到软件特性的CPU占比,性能可能会略有下降),同时保留快照、复制、双活、镜像、自动精简配置等高级特性,"比如说客户就可以将生产卷的数据通过40GbE/RDMA链路同步复制到双活卷(以虚拟卷技术为基础),再通过1/10GbE以太网把数据从双活卷复制到大容量存储系统中进行保护。"

张夏男表示,宏杉在企业级存储市场提供的高级软件功能和特性,"AFT都会具备"--在AFT系列产品规格表的高级特性一栏,性能监控、数据快照、数据复制、数据镜像、存储双活、数据迁移、数据克隆、自动精简配置、数据重删、数据压缩等一一在列。

提到竞争对手,张夏男提到,宏杉AF系列的MS7000-AF在实际测试中性能优于IBM FlashSystem 840,在"70%读+30%写,8KB全随机"的测试结果下,AFT系列的性能优于EMC XtremIO,"而且在上海证券交易所技术公司业务辅助系统存储项目中,MS7000-AF也满足了客户对高性能的要求。"

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宏杉AFT系列与EMC XtremIO的性能测试对比

就宏杉现有的产品线来说,如果客户对价格仍然极其敏感,又觉得全闪存阵列"性能金字塔尖上的IOPS"自己并不需要,AF系列的全闪存(介质)阵列是最好的选择,当然,这是传统存储供应商--从硬盘时代走过来的类似EMC、惠普、戴尔、NetApp等--所正在销售的主要产品;如果客户认为,"全闪存阵列就得是最极致性能的产品",那么宏杉有AFT系列,并且会持续通过硬件迭代来提高性能,甚至推出NVMe(结合NVMe on Fabrics)的产品全闪存阵列,"高级功能则得到了很好的保留"。

换句话说,对于成立时间较短,客户、市场及库存中遗留的FC和SAS资产较少的宏杉来说,AF系列保证了市场和客户的问题,以及商业模式、技术/产品库存的稳定;AFT系列则确保宏杉不会被全闪存阵列浪潮所抛弃,让这家公司走在较为前沿的市场中,加上"全闪存阵列普及先锋"这个略带激进意味的市场战略,李治和宏杉的每一条传播向市场的信息,都像是在说"搞全闪存阵列的各执一词,这没什么关系,你们都别吵了,都用我宏杉哒(就好啦)。"

责编:胡雪妍
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