主機存儲市場的發(fā)展趨勢
觀點
主機存儲市場仍然是存儲領域的重要市場；
主機存儲雖然相對封閉，但是仍然生機勃勃；
國內(nèi)廠商沒有參與到主機存儲市場，但是國內(nèi)用戶的主機存儲使用水平處于領先的位置；
主機存儲市場機遇與挑戰(zhàn)并存。
引言
今天的存儲市場環(huán)境中，多數(shù)的從業(yè)者對市場上的知名品牌，像DELL/EMC，Netapp，HPE、華為等都非常熟悉，甚至個別來自國內(nèi)的跨行業(yè)廠商，例如海康威視也成為了業(yè)內(nèi)著名的供應商。不過，本文所關(guān)注的是一個相對冷門而技術(shù)門檻較高的細分市場——主機存儲市場。事實上，這個市場承載了非常多用戶的關(guān)鍵業(yè)務，它的特點是需要極致低延時、海量吞吐能力、超高可用性，同時必須支持與主機集群技術(shù)集成的多地多中心的業(yè)務連續(xù)性解決方案。這個市場一個顯著的特點是他們的主機平臺都是System z大型主機，使用的連接協(xié)議多數(shù)是FICON協(xié)議。目前這個市場主要的廠商是IBM，DELL/EMC和Hitachi。盡管這個市場的份額在全球外部磁盤市場中的占比并不大，但是因為比較高的技術(shù)門檻和極致的使用需求，依然在面向大規(guī)模并發(fā)事務處理場景的高端存儲界有著標桿意義。
主機存儲技術(shù)
近年來，相當多的市場分析師認為，隨著越來越多的應用在轉(zhuǎn)向云計算，大型主機市場在變小，甚至最終會消亡。但是在當今全球，仍然有71%的財富五百強公司，92%的世界頂級銀行，25家頂級航空公司中的23家，最頂級的10家保險公司仍然在使用大型主機（根據(jù)IDC 2019年數(shù)據(jù)）。放眼國內(nèi)，六大銀行中的五家，以及一些全國性的股份制商業(yè)銀行仍然在使用大型主機。由于歷史原因，作為高端存儲鼻祖的大型主機存儲市場的發(fā)展既相對封閉而又競爭激烈。截止到目前，主要有IBM，DELL/EMC與Hitachi具備該市場領域的持續(xù)性研發(fā)能力。而在另一些主要的開放平臺市場領導者的網(wǎng)頁，比如Netapp、HPE，以及國內(nèi)一些后起之秀的存儲供應商，比如華為等等，并沒有信息表明他們在研發(fā)支持FICON協(xié)議的存儲，這也與IDC近年的結(jié)論相同。根據(jù)IDC 2019年的數(shù)據(jù)，全球主機存儲市場上，IBM擁有超過50%的份額，另外兩家共享其他的市場份額。
但是最早占據(jù)統(tǒng)治地位的主機存儲是EMC。1996年到2005年，EMC都占據(jù)了超過50%的主機市場的份額。直到2004年，IBM的DS8000系列誕生。得益于主機用戶發(fā)現(xiàn)存儲越來越重要，IBM開始基于DS8000的平臺與主機技術(shù)聯(lián)動，深入研發(fā)主機上使用的存儲技術(shù)，這些存儲技術(shù)，也幫助主機的用戶確保了關(guān)鍵業(yè)務的連續(xù)性。這些技術(shù)也逐步被介紹到開放平臺——有些是隨著開放平臺越來越重要，有些是隨著“下主機”的浪潮而來。
這些讓IBM開始占據(jù)主導地位的技術(shù)包括：
- 緩存專利算法。IBM在DS8000系列的緩存算法中結(jié)合了自身主機平臺DB2數(shù)據(jù)的特性，保證主機數(shù)據(jù)庫業(yè)務的緩存命中率非常高。在一些銀行業(yè)務中，緩存命中率甚至高達95%以上。
- zHyperlink協(xié)議。IBM在主機平臺宣布的zHyperlink協(xié)議連接技術(shù)，能夠10倍降低當前的DB2或者VSAM聯(lián)機應用的IO延遲時間。
- 主機高性能FICON技術(shù)（High performance FICON for z Systems，即zHPF）。zHPF的應用，讓采用DS8000的主機用戶的DB2應用改善了響應時間并提升了吞吐能力。與zHyperlink技術(shù)不同的是，zHPF采用的是傳統(tǒng)FICON通道，傳輸距離的限制比zHyperlink小多了。
- 多目標復制功能與零數(shù)據(jù)丟失雙活。在宣布了多目標復制功能后，IBM才真正在GDPS軟件中加入了對更高級別的支持零數(shù)據(jù)丟失的雙活解決方案的支持。
- Power控制器。隨著IBM Power控制器性能的提升，DS8000系列在堅守傳統(tǒng)3層架構(gòu)，雙控制器的前提下，能夠提供業(yè)界低延時標桿意義的超高性能，并實現(xiàn)了閃存時代的高帶寬要求。
- 三中心/四中心/多中心。DS8000的多中心復制技術(shù)與GDPS結(jié)合，在國內(nèi)實現(xiàn)過全球首例同城零數(shù)據(jù)丟失的雙活中心結(jié)合異地容災中心的解決方案。甚至有的客戶近期實踐了1200公里的零數(shù)據(jù)丟失雙活解決方案，這都彰顯了DS8000的強大生命力。
主機存儲上的另外兩家供應商同樣在發(fā)展著新技術(shù)——盡管比占據(jù)主導地位的廠商在時間上要晚一些。DELL/EMC的最新高端閃存，PowerMAX 8000系列，一款基于Intel芯片的高端陣列，采用了最新的閃存介質(zhì)技術(shù)，包括Intel的Optane，以及NVMe技術(shù)。Power MAX 8000原生支持FICON協(xié)議，可以連接到大型機，借助于大型主機對高性能和低延遲的要求，這些新技術(shù)可以在主機存儲領域獲得驗證。Hitachi最新的VSP 5000系列同樣原生支持大型主機和FICON協(xié)議。而IBM大型主機也展現(xiàn)了與DELL/EMC和Hitachi的良好互動，IBM的GDPS Metro容災解決方案首次認證了DELL/EMC和Hitachi的高端產(chǎn)品，盡管相比IBM DS8950支持的兩地三中心甚至四中心方案，GDPS只認證了另兩家的同城數(shù)據(jù)中心的高可用解決方案，但是這仍可以看作是大型主機為維持自己的生態(tài)圈而做出的努力。
中國市場
中國市場上使用大型主機的主要客戶集中在銀行業(yè)。目前，大約有十余家左右的銀行在使用主機，之前，這個數(shù)據(jù)可能更多，隨著云計算和x86服務器性能的提升，有一些銀行選擇了更換核心系統(tǒng)。但是大型銀行選擇主機作為大規(guī)模關(guān)鍵業(yè)務聯(lián)機處理的運行環(huán)境仍然是可用性與性能角度的首選。與全球市場差不多，這十余家銀行大部分采用了IBM的主機存儲用于核心生產(chǎn)系統(tǒng)，僅有2家銀行分別采用了DELL/EMC和Hitachi。
中國市場上的用戶的主機和存儲的使用水平在全球處于領先地位。主機平臺全球第一例同城零數(shù)據(jù)丟失的雙活中心結(jié)合異地容災的兩地三中心解決方案與首例1200公里零數(shù)據(jù)丟失的雙活解決方案都在中國。在2020年，這家在1200公里部署雙活數(shù)據(jù)中心的大型銀行投產(chǎn)了IBM最新的DS8950F，這些案例在全球都是領先的水平。這也造成了這些大型客戶在去主機平臺時更加傾向于謹慎，因為從x86或者其他芯片平臺上的技術(shù)積累在較短時期內(nèi)很難獲得類似水平的成熟的高可用技術(shù)服務水平。
但是用戶得益于主機平臺培養(yǎng)的技術(shù)能力，在過去的十數(shù)年間，也在嘗試在開放平臺應用這些技術(shù)。最主要的嘗試應該是在開放平臺同樣建設的兩地兩中心或者三中心的高可用管理運維體系。這些運維和管理的技術(shù)和經(jīng)驗讓國內(nèi)大型銀行在開放平臺仍然具有領先其他行業(yè)的高可用服務管理水平。
機遇與挑戰(zhàn)
全球主機存儲市場毫無疑問仍然會在將來的一段時間內(nèi)繼續(xù)發(fā)展。但是仍然面臨非常大的挑戰(zhàn)：
- 只有三家主要供應商在這個領域，并且其中IBM占據(jù)了超過50%的份額。這不是一個好信號。想象若干年前小型機的市場吧，IBM Power占據(jù)了50%的份額后，HP退出了這個市場，隨后Oracle也宣布退出，最終小型機市場出現(xiàn)了斷崖式的下滑。有時候獨孤求敗并非好事。
- 主機平臺仍然相對封閉，相對缺乏活力。盡管IBM在國內(nèi)外的大學合作部曾經(jīng)培養(yǎng)過非常多的主機人才，但這項工作近年來似乎已經(jīng)停滯。IBM的主機銷售模式仍然是直銷為主，也限制了參與其中的生態(tài)圈的發(fā)展，而在開源、云計算日益火爆后，所面臨的后續(xù)主機人才斷層問題是需要警惕的。
- 依賴于主機平臺的業(yè)務發(fā)展。在近年來云計算對主機平臺沖擊浪潮中，部分主機用戶選擇把一些業(yè)務下移，一定程度上給主機存儲市場也帶來負增長。
但是全球來看，在關(guān)鍵業(yè)務和下一代工作負載領域，主機平臺仍然有非常強的生命力。云計算和x86的計算平臺，仍然無法在關(guān)鍵業(yè)務領域的可靠性方面與主機匹敵。主機和主機存儲組成的生產(chǎn)環(huán)境最高可以帶來9個9的高可用性，讓很多用戶選擇把關(guān)鍵業(yè)務留在主機平臺。所以對主機存儲平臺來說，最大的挑戰(zhàn)是如何在云計算浪潮和下一代工作負載到來之前，研發(fā)更多有生命力的新技術(shù)，以鞏固主機平臺的技術(shù)基礎。IBM在這個領域做出了一系列的探索，在收購了red hat之后，IBM正把越來越多的云計算負載嘗試部署在主機和LinuxOne服務器上，并配套了大量軟件定義解決方案。在目前主機存儲的市場現(xiàn)狀上，如何利用好當前存量的主機客戶，讓他們把新興負載和下一代計算負載保留在主機平臺，是IBM等供應商未來成敗的關(guān)鍵所在。
結(jié)論
隨著三家廠商特別是IBM在主機存儲領域的持續(xù)研發(fā)投入，主機工作負載在性能、高可用性、數(shù)據(jù)安全甚至是與云計算技術(shù)的集成方面獲得了極大的提升。主機的用戶將在這些提升中獲益。在可以預期的將來，主機存儲的市場還將是全球存儲市場中重要的一塊，也將會繼續(xù)引領高端存儲技術(shù)的發(fā)展。
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