精選文章

[新聞|產業] 大型企業儲存廠商面臨市場寒冬

大部份的儲存系統大型製造商在將要過去的 2016 年都不太好過;不過,這究竟只是另一個寒冬,還是根本就是冰河期的開始?春天還會不會來呢?在即將步入 2017 年的這個時候,這些儲存廠商的心裡只怕是五味雜陳吧! 根據最新的 IDC 全球企業儲存系統追蹤季報 (IDC World...

2016年1月5日

[企業儲存觀察室] 企業級快閃儲存系統解析(上)

固態/快閃儲存系統無疑正是近來企業儲存業界一個極為火熱的議題,然而買什麼?如何應用?有哪些選擇?優缺點是什麼?這些問題則一再的出現在企業儲存購買者的心中,筆者將試著在本篇文章中提供企業買家們更多關於企業級快閃儲存的資訊。

第一個是關於固態儲存,或是快閃儲存的問題。這在先前「固態儲存與快閃儲存(基礎篇)(進階篇)」中,對於固態或快閃已經有部份解釋,讀者可以先參考這兩篇文章做為閱讀本文的基礎。現在,我們將從一個在儲存系統層級的問題開始:固態/快閃儲存系統有哪些不同類型?然後再從中探討這些不同類型的固態/快閃儲存系統在設計的不同之處。

從產品類型出現的先後順序來說,固態/快閃儲存系統大約可以分為以下幾種類型:

基於傳統儲存系統的固態混合儲存系統(Hybrid Flash Array, HFA)
這是固態儲存最早出現在企業儲存系統的方式,幾乎所有主流廠商的傳統儲存系統都屬於這一類的產品。傳統的儲存系統是為了採用旋轉式磁碟片的磁碟機而設計的,這種雙控制器傳統儲存系統的架構歷史久遠,技術也相當的成熟與穩定。儘管現在業界有出現雙控制器架構壽命將盡的聲音,但筆者預期它仍將會存在一段時間。

圖片來源:flashhub.com

最早,快閃儲存就是以固態硬碟(Solid State Disk, SSD)的方式出現在這類儲存系統中,它們使用與傳統磁碟機相同的外觀型式及連接界面,而差別只在於它們的資料存取速度有所不同而已。然而這類儲存系統上使用固態硬碟,最大的瓶頸也就在於它那久遠而穩定的架構。

圖片來源:flashhub.com

當初使用傳統磁碟機時,控制器的快取記憶體是必須的,由於它是高速的動態存取記憶體(RAM),可以加速儲存系統對主機端的寫入回應。

然而由於固態硬碟每一秒鐘可以提供較傳統磁碟機高出數十倍的資料存取效能,它所使用的快閃記憶體資料存取效能與控制器的快取記憶體極為接近,因此快取記憶體似乎就變得不太需要了。然而雙控制器間寫入快取的鏡射(Mirrored Write Cache)機制是必要的,它可以避免因為單一控制器的故障,而造成的寫入資料丟失。快取記憶體必須為了傳統磁碟而存在,但對高效能 I/O 的固態儲存來說,快取記憶體反而會造成 I/O 延遲的潛在問題。

用一個簡單的例子來說明,就是這類儲存系統的架構限制了系統軟體對固態硬碟的存取效能最佳化的可能性,這就好像把跑車的引擎放入一般轎車中一樣,車體結構的安全性限制了超跑引擎馬力輸出的可能性。

這並不是說 HAF 不好;對比起傳統磁碟來說,固態硬碟仍然可以提供高出許多的資料存取效能,但因為架構的關係,HAF 無法讓固態儲存的優勢全力展現出來。

在進入下一個類型的固態/快閃儲存系統之前,我們先來談一下固態硬碟的潛在問題。

寫入懸崖(Write Cliff)
寫入懸崖指的是當在 HAF 中使用 SSD 時,寫入的效能會突然巨幅的下降並且持續一段時間。

圖片來源:The Flash Storage Guy

固態硬碟的寫入懸崖是確實存在的,它導因於固態硬碟的組成架構-由一個控制晶片來處理資料存放位置對映與其它的工作。當一個固態硬碟裡的所有快閃記憶體單元都被寫入至少一次後,下一次的寫入將會產生一個讀取-抺除-寫入的過程,此時新進的資料必須被暫存直到它即將會被置放的快閃記憶晶體單元被「快閃」,原本的資料被抺除後,新資料才能被置放在該處。這就會導致整體寫入效能的下降。

SSD 應用在儲存系統上除了寫入懸崖外,還有一些其它明顯的如資料傳輸通道不夠快等缺失,因此一些新創廠商們改以全新的方式來應用快閃儲存。

下文接「企業級快閃儲存系統解析(中)