Nimble Storage Compellent EqualLogic ISILON NetApp Flash 快閃儲存 固態硬碟 Dell EMC VMAX 3PAR HDS IBM VNX 儲存 HP

快閃儲存產品進化 演繹最佳效能

2015-01-05
從早期只強調速度,演變到逐漸提升功能,像是加入快照、clone、加密、複製等資料保護技術,或是用以提供更好儲存效能的in-line壓縮、重複資料刪除(Deduplication)以及自動精簡配置等等,快閃儲存裝置已經逐漸跳脫只有「快」的優勢。
資料中心正面臨著許多困境與挑戰。隨著資料不斷增長,企業在儲存、管理以及安全防護所需投入的成本也跟著提高;行動裝置、物聯網帶動使用者習慣改變後,應用程式的服務層級也必須跟著提升;而此舉也影響著IT對於回應速度的期望,甚至攸關企業競爭力。

正因為如此,過去數年,業界不斷地在探討IT如何轉型。而IT也試圖從技術變革發展來協助企業解決上述挑戰,在儲存方面,運用Flash/SSD(固態硬碟)就是近年來相當熱門的話題。

不少調查資料與數據紛紛將運用Flash/SSD來儲存資料的系統或裝置統稱為「固態儲存」設備,主要是依據其儲存的型態來定義,但在本篇文章中則傾向以元件的變化來加以區分,因而定位為「快閃儲存」(Flash Storage)設備。相較於傳統純基於硬碟(HDD)的儲存方案,快閃儲存將可分為混合式(Hybrid)以及全快閃(All Flash)儲存設備來進行說明。

價格功能及需求帶動

回顧2008年,EMC在旗下的儲存設備引入固態硬碟(當年稱之為快閃記憶體儲存裝置)引起關注之後,至今也有6年之久。換言之,將快閃記憶體應用在儲存設備早已行之有年。而這項新技術應用也在近兩年中益發成熟。一方面固然是因為Flash/SSD價格成本降低,而另一方面,供應商不斷優化混合式或全快閃儲存解決方案也是關鍵。

快閃儲存裝置從早期只強調速度,演變到逐漸提升功能,像是加入快照、Clones、加密、複製等資料保護技術,或是用以提供更好儲存效能的in-line壓縮、重複資料刪除(Deduplication)以及自動精簡配置(Thin Provisioning)等等,逐漸跳脫只有「快」的優勢,而紛紛強化資料保護的能力,至今上述功能或多或少都已經內建在快閃儲存產品之中。

▲ NetApp系統技術暨專業服務事業部資深技術顧問陳勇維指出,愈來愈多企業認為,All Flash磁碟陣列已是可負擔得起、且符合應用程式需要的效能以及上線時間需求的方案。
當然,企業希望能夠部署有效的儲存策略,更為兼顧成本效益與維運的最佳化,也是驅動的因素之一。隨著愈來愈多快閃儲存方案推出,應用範圍更為廣泛,加上既有與新創儲存系統製造商相繼投入,不少業者也透露,愈來愈多的企業用戶正在對快閃儲存設備進行POC概念驗證,足以證明其魅力。

NetApp系統技術暨專業服務事業部資深技術顧問陳勇維指出,愈來愈多企業認為,All Flash磁碟陣列已是可負擔得起、且符合應用程式需要的效能以及上線時間需求的方案。「只需要小小的一台儲存設備,就可以抵掉過去2~3座42U大機櫃的磁碟陣列,不僅節省了電力,管理也相對簡單。」

市場區隔三大分類

一般來說,企業對儲存的需求,可簡單區分為幾種類型,包括I/O密集型、效能優化型以及容量優化型。需要低延遲、高IOPS表現的應用,通常會選擇I/O密集型的儲存設備,從元件屬性來看,快閃儲存設備較為合適,亦即Flash-based的儲存解決方案。而效能優化型則常見應用高轉速硬碟,例如15,000轉以及10,000轉SAS硬碟組成的磁碟陣列就是很好的選項。至於容量優化型主要是以大容量為考量,反應速度要求不高,那麼通常會採用7,200轉SATA硬碟或是單位儲存成本較低的硬碟。

而這其中,快閃儲存設備又可分為混合式以及全快閃儲存兩種。混合式快閃儲存設備,顧名思義,即是在儲存設備中同時採用了HDD以及Flash/SSD。例如Dell(Compellent及EqualLogic PS6210XS)、EMC混合式快閃陣列(VMAX、VNXe、VNX及Isilon)、HP(3PAR StoreServ)、HDS(HUS VM)、IBM(Storwize V7000系列)、Nimble Storage CS系列以及NetApp(FAS and E-Series)等都是混合式代表產品。

而全快閃儲存設備則像是Dell(Compellent及EqualLogic PS6210S)、EMC XtremIO、Pure Storage FA系列、NetApp、IBM FlashSystem、Skyera(日前已由HGST收購)、Violin Memory、Kaminario K2、Nimbus Data以及SolidFire,而國內也有宜鼎國際等投入開發。雖然都是全快閃儲存設備,不過有些產品是採用以Flash為基礎的標準硬碟介面SSD,也有些產品是以特別基於Flash技術原生設計的儲存模組為設計,並不全然相同。

比較有趣的是,看似不同的儲存產品,但其實混合式與全快閃儲存的界限已經愈來愈模糊,目前在市場上,即使是混合式快閃儲存也有為因應企業All Flash需求而以全快閃形式配置出貨,或者在既有的傳統HDD儲存設備中整合全快閃儲存設備,整體來看卻是混合式的運用。但不管如何,混合式以及全快閃儲存設備在應用上仍有些分野,後續文章中會有進一步的分析。

突破硬碟效能瓶頸

就原理而言,Flash/SSD在先天上就具有高I/O效能的優勢,原因就在於快閃儲存元件並不而像傳統HDD一樣,需要透過機械臂與磁頭來讀寫資料,因而大大的降低了反應延遲時間。一般來說,單顆企業級15,000轉的SAS硬碟,平均所測得的存取效能約在175?210 IOPS左右,而7,200 轉的企業級SATA硬碟單顆僅僅只有75?100 IOPS。而單顆SLC SSD其速率表現卻可達300,000 IOPS以上。

▲Nimble Storage台灣區資深技術顧問陳中欣表示,軟體能力將是未來快閃儲存市場的重要關鍵。
過往在企業環境中,想追求效能的唯一方法,就是透過硬碟的顆數與轉速來達到要求,假設企業內部有一容量為30TB的SQL資料庫,且需要30,000 IOPS效能。那麼為了達到效能目標值,企業必須部署150顆SAS硬碟或375顆SATA硬碟,來滿足效能的要求。對於企業來說,這樣的配置需要用到大量資料中心的空間、電力以及冷卻空調。而SSD的出現則可以大幅改善這些需求,換言之,僅僅只需少量的SSD便能符合企業效能要求。

Nimble Storage台灣區資深技術顧問陳中欣表示,雖然SSD具有效能優勢,但也並非沒有缺點,相較於傳統HDD,SSD的容量價格較貴且妥善率也比較差一些,而且SSD也有使用次數的限制,同時損壞的機率也不低。「現今企業要的不只是效能,容量、功能、服務與介面都很重要,而這些端視供應商如何推出創新的方案來滿足企業需求,一個好的快閃儲存並不是把原先HDD的架構拿來改成SSD配置,面對資料的重要性愈來愈高,軟體能力將是未來快閃儲存市場的重要關鍵。」


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