基於媒體與業者的大肆宣傳,雲端運算持續激起廣泛的討論。企業對雲端運算的期待是希望藉由雲端運算環境來促進行動力、擴充能力以及降低成本。雖然,這算是因IT技術成熟而有的躍進,但就真正的導入面來說,現在仍只在於評估與觀望階段居多,實際真正部署的企業,在台灣僅僅只有少數。
不過,這次要討論的並不是企業該不該導入雲端運算環境,而是從硬碟產業的角度來看雲端環境與硬碟使用的相互關係,而本文也會帶進全球主要硬碟供應商希捷在雲端儲存部署上的看法。
雲端需要海量的儲存空間
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▲SAS不論在成本、可擴充性以及安全性上都略佔優勢,特別是建置大型雲端儲存環境時更為適用,也因此希捷提出統一儲存架構的理念,希望透過單一安全性基礎來為資料中心內眾多的應用程式建立起強大又簡易的企業級儲存解決方案。 |
雲端架構需要的儲存空間是驚人的。首先,因為雲端運算的彈性資源與低成本結構,使得更多的應用服務以及運算需求產生,當這些服務運行在雲端運算環境時,其結果勢必會增加更多的儲存需求。早先IDC發表對雲端運算的看法時曾說,雲端服務成長最快的便是儲存,也預估儲存會佔2013年全球IT雲端服務總收入的14%,預估約為60億美元。
其次是技術上的發展使然。虛擬化技術大幅減低了實體伺服器的空間與成本,但虛擬機器畢竟還是需要模擬成實體伺服器,縱然使用的是相同的作業系統,每個虛擬機器都還是需要一份作業系統。
另外,由於集中化使得風險增高的結果,備份與災難備援是絕不能節省的步驟…,這些種種因素都造成雲端運算環境儲存空間的增加,當然,雲端運算環境並不非得要虛擬化技術才能應用,這裡也只是提出說明,儲存空間與需求的增長趨勢。
基於海量的儲存空間需求以及低成本的考量,要以現成的大型IT系統來支援所費不貲,這也與低成本的需求有所抵觸。多半的作法是採用一種隨抽即換的模式,不管是伺服器、儲存系統、網路產品都可以隨故障而抽換,而這也是Google、Amazon等雲端服務供應業者較常使用的方式,當然伺服器就不是採用虛擬化技術而是改以量身訂作的微型伺服器來替代。
想當然爾,儲存架構的設計理念也是如此,事實上,一些儲存設備的OEM業者甚至設計出雲端專用的企業零組件來符合雲端的需求。
但不管如何利用硬碟來提供儲存空間的形態並沒有改變,只是什麼樣的硬碟才能符合雲端環境需求?
SAS V.S SATA的比較
首先,先從雲端服務的形態來討論。基本上雲端服務可視為IT界的7-11。這是因為可以任憑使用者隨需存取是雲端服務的最高指導原則之一,要做到任何時間都可以提供這項服務,那麼全年無休的運轉是勢在必行。
而且基於資源共享的原則,有可能在高工作負載下工作,因此篩選的第一個要件便是企業級硬碟。
目前企業級硬碟共有四種:SSD、FC、SAS以及SATA。基於成本因素,SSD、FC硬碟暫不列入考慮,剩下的就只有SAS及SATA兩相較勁。一般而言,SATA硬碟的大容量與低成本向來是企業的最愛,相較於FC以及SAS硬碟,SATA幾乎可以視為「俗擱大碗」的儲存媒體,照理來說,雲端運算帶來的海量儲存,利用SATA來滿足空間上的需求是再合適不過。
然而實際狀況卻不是如此,請留意,以下是以硬碟機數以萬計、十萬計的大型雲端資料中心來進行討論。
創造最大IOPS
考量資料中心的土地取得成本、電力限制以及冷卻空調等設計,在相同空間與能耗的條件下,放置最大量的硬碟以取得最大的效益幾乎是每家企業都想達到的目標,從這個角度來看,SAS硬碟以低能耗以及佔據的空間較小而贏得優勢。
一方面,2.5吋的硬碟將比3.5吋的SATA硬碟更能夠在同樣面積下置入更多的數量,而且透過更多的硬碟裝置,連帶也增加了IOPS。
更彈性的擴充能力
雲端運算環境的另一個特點是可以隨時的擴充,這點特性在SATA與SAS硬碟上都可以看到,但是兩者卻有不同的擴充能力。同樣都是採用Serial (序列)傳輸介面,SATA是利用Port Multiplier來擴充,而SAS則是以Expander來達到擴充的目的。
理論上,Port Multiplier可以一次接15顆SATA硬碟,而只對應到一個SATA埠。但是SAS的每一個Expander可以視為一台光纖通道交換機,稱之為Fanout Expander,理論上卻可以接上128個Edge Expander,而每一個Edge Expander又可以接上128顆硬碟。
換句話說,一個SAS介面埠理論上就可以對應到16,384顆硬碟,光從理論值比較就知道兩者在擴充性的差距,以大型的資料中心來看,Port Multiplier的擴充能力其實有點不切實際。
成本與安全性
希捷技術行銷經理朱秋男指出,SATA也可以透過Expander來提升擴充性,但是還需要增加Interposer卡才能串聯更多的SATA硬碟。
除了Interposer卡會增加能耗之外,每一顆SATA硬碟要加裝一張Interposer卡才能再接一顆SATA硬碟,假設每張卡是20美元,一萬顆硬碟就需要20萬美元,從成本來考量,這也是一筆不小的支出。另外,SAS的每一筆存取I/O都會經過確認,但SATA只有讀的時候會經過確認,寫入時沒有,安全性也有差別。
大型雲端環境 SAS佔優勢
從上述的幾項比較來看,SAS不論在成本、可擴充性以及安全性上都略佔優勢,特別是建置大型雲端儲存環境時更為適用,也因此希捷提出統一儲存架構的理念,藉由簡化單一介面與體積,以及透過單一安全性基礎來為資料中心內眾多的應用程式建立起強大又簡易的企業級儲存解決方案。
SAS在雲端儲存環境中最後會不會佔據優勢而成為企業部署時的唯一選擇仍有待觀察,套句希捷本身的預估,雲端運算還有3~5年才會被廣泛採用,不過從這些端倪似乎也有些蛛絲馬跡值得我們留意。