閃存在企業中的用途原來有這么多
現在不同了。隨著成本下降(每GB價格不斷刷新***值記錄),高性能閃存被越來越多的企業接受,用途也再次發生變化。
閃存已經是存儲的主力軍
曾經,閃存只存在于DRAM和主存之間,用于I/O加速。現在,閃存就是主存了,可以替代任何傳統主存介質。
技術的進一步發展,為閃存提供了三個應用方向。首先,也是最令人機動的,次級存儲,例如備份/歸檔。然后,任何需要更高速I/O的場景。***,直接替代DRAM。
用于次級存儲
五年前,因為成本高,次級存儲用閃存實現是荒謬的。隨著價格持續下滑/密度不斷增加,閃存也許要成為次級存儲的***了。今天,存儲供應商們可將PB級容量的閃存裝入2-3U機框中。隨著數據中心基建和能耗(電)的成本越來越高,即使仍比磁盤貴,閃存的高密度存儲能力越來越引人注目。
同時,閃存的性能是傳統次級存儲方案所無法比擬的。如果大數據分析用全閃存方案實現,其海量數據集的快速處理能力,幾乎可以立即響應所有類型的數據請求。在一個充滿著不耐煩用戶的世界中,這一優勢是無法抗拒的。
這種對任何隨機請求的及時響應能力,對媒體/娛樂等行業至關重要,這些行業需要將內容分發到幾乎***多的目的地。廣播電視時代,只是單方面傳遞信息,現在這個時代,幾乎全是隨需應變,想想Netflix。
另一個閃存用例是備份和數據保護。備份軟件的關鍵是元數據庫,因為其用于跟蹤數據的各種變化。閃存的速度,允許備份軟件更快地增刪查找,并立即響應用戶需求。數據保護的重大演變,是及時恢復。大多數備份程序可在備份系統上直接運作主數據存儲——突然間,次級存儲變主存。傳統主存若由磁盤實現,存儲容量、壓縮/重刪效率,一定會和響應速度矛盾,這時供應商不得不關閉這些及時恢復功能。
而基于閃存的備份系統,則可完全滿足性能要求時實現這些服務。不過請小心,用慣了閃存的用戶,對數據恢復時的任何慢,都會非常不耐煩的。
更高性能閃存
盡管閃存已經夠快了,仍有些應用需要更快的速度。同時,閃存提供給企業的超量性能可能很短暫。最終,開發人員會實現需要提供比當前閃存更高速度的應用。
大多數性能問題,其瓶頸不在閃存介質本身,而在外圍的傳輸/接口上,例如CPU和閃存介質的內部總線速度。連接QoS和軟件層邏輯,才是***挑戰。
存儲行業開發的NVMe協議專門來解決此問題。NVMe是下一代的存儲協議,專為閃存構建,可助OS直接與存儲介質交互。傳統的SCSI則是HDD時代的產物。
NVMe去除了SCSI堆棧中不必要的開銷,支持比標準SCSI更多的隊列(從AHCI支持的隊列數提到了64,000),每個隊列支持更多命令(從AHCI的32個增至64,000個)。此外,每一CPU時鐘周期,NVMe能比SCSI做多得多的事兒。
數據通信是對延遲敏感的另一個重要領域。這里,NVMe over Fabrics可在光纖通道(FC)和以太網上工作。現在iSCSI和FC協議傳輸的都是SCSI,這意味著無論通道速度有多快,都受到SCSI單線程的影響。NVMe over Fabrics則允許FC和以太網傳遞更多隊列和命令,顯著地優化網絡通信性能。
閃存用作內存
一直以來,閃存用作磁盤的替代物,快不少,但更貴。現在,閃存可作為內存的替代物,慢一些,但更便宜。大內存服務器,是內存數據庫、大數據分析、高密度虛擬化/容器化的目標。但DRAM太貴,且每臺服務器的容量有上限,而且受到IT部門的預算制約。需要認清的是,很多內存數據庫不斷購買新服務器,不是需要更多計算能力,而是需要更多內存。
NVDIMM,本質是安裝在DIMM模塊上的閃存,設計成按DIMM方式運作。因為閃存密度高于DRAM,所以單位服務器中能裝有多得多的容量。NVDIMM安裝在內存總線中,所以能直接和CPU通信。NVDIMM驅動能自動管理NVDIMM和DRAM之間的數據流動。本質上,NVDIMM在DRAM和主存建立了一層cache。
NVDIMM需要全新的BIOS,IT部門需要驗證哪些服務器供應商支持。
數據中心的主要驅動因素,曾幾十年保持不變。而今,更快速度、更多容量,是越來越多公司的追求。因此存儲系統理應更快,更密。閃存迅速進入到磁盤、磁帶的核心領域甚至有替代之勢,是始料未及的。能推斷的只是,對性能的饑渴是永不停歇的。NVMe協議和NVDIMM等的落地,將幫助閃存跟上用戶需求。