未来分层存储的挑战性在哪里？

未来分层存储的挑战性在哪里？

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根据Forrester研究出的最新报告显示。呼叫中心企业也许希望跳过使用分层存储体系结构，并直接向全系列SSD（固态硬盘）的架构转变。在这份报告中 Forrester表示虽然企业级的SSD比传统的机械硬盘成本要昂贵很多，但重复数据删除特性可减少对存储容量的要求，这使得Flash反而更具优势，同时性能也要优越很多。

据Forrester称，SSD的价格可能10倍于传统的硬盘驱动器，其他研究机构表示成本可能更高。iSuppli和Objective- Analysis公司的市场研究表示现今SSD平均每GB的价格在17美元左右。预计明年或许会下降到每GB 12美元，到了2015年预计SSD每GB 的价格可下降到5美元。Forrester研究报告显示如果不考虑成本问题，企业可将所有的数据存储在基于闪存的SSD设备上，现今SSD可获得比传统机械硬盘更快的速度、更小的能耗，并且不存在寻道时间的问题。这些特性都是传统机械硬盘无法比拟的地方。

现今，SSD被用作外部存储阵列的顶层存储，并结合不同的硬盘驱动器（例如大容量的SATA硬盘、更高性能的SAS以及光纤通道驱动器）。分层基础设施背后的想法是将高访问率的数据存储在高性能的驱动器上，而不经常访问的数据则迁移到高容量、低成本的驱动器上。但分层阵列的主要存储供应商将闪存驱动器“塞进”企业现有的磁盘阵列，这就导致出现了I/O瓶颈的问题。这同时意味着系统管理员需要知道什么数据要存储在SSD上。或者仍然依靠还不成熟的自动化数据分层软件。

分层架构管理面临诸多问题

虽然分层架构可以提供更高的性能和更高的磁盘利用率，但Forrester的报告显示分层将带来数据管理的一系列的问题。

例如，许多企业的IT部门没有使用先进的存储性能分析工具，这迫使企业必须确定哪些数据需要更高的性能，并手动移动整个分层架构。此外，“热数据”或访问最频繁的数据会随着时间的推移而发生变化。这意味着当数据发生变化时，系统管理员将会花费大量精力检测和移动数据。

Forrester报告显示虽然目前存在自动化分层软件，如Dell Compellent流动数据存储和EMC的FAST（全自动化存储分层）软件。但现有系统并没有针对分卷数据移动设计，所以改造起来也是一个重大的挑战。

报告称这些解决方案的效率和效益各不相同，对于持续的改变必然会带来固有的性能开销。最终，用于决策的信息都是落后的，不具前瞻性的。因为近期没有频繁访问的数据并不意味着未来不会频繁访问。

全SSD基础架构渐崛起

然而，一个新的基础架构（全SSD）现在正在渐渐崛起。虽然内联重复数据删除技术通过存储数据前消除冗余数据的举措来减少对后端的需求，但通过磁盘和SSD比重复数据删除技术更有效，因为所有数据在SSD都存在性能过剩的问题。全SSD解决方案相比磁盘与闪存的混合系统的内联重复数据删除和数据精简速度更快。

SLC（single-level cell）NAND闪存和MLC（mutli-level cell)在性能、寿命和价格方面有很大的区别。SLC NAND每个存储单位只能存储一个字位。而MLC可以存储二位到三位。这就是为什么SLC相比MLC有更高的性能以及10倍于后者的寿命。

目前，SSD NAND闪存中，SLC闪存的价格为每GB 9美元，而MLC的价格每GB 大约3美元。企业级的MLC（或称之为eMLC）相比消费级MLC速度可提高30倍。但成本也高出大概20％左右。相比之下，光纤通道或者SAS驱动每GB成本仅有50到60美分。

另外还有PCIe NAND闪存卡，Fusion-io，Texas Memory Systems，镁光，Virident Systems都有销售。PCIe NAND闪存卡可应用于全闪存阵列或应用服务器中，虽然成本会有所提高，但性能也会成正比的提升。这主要是由于PCIe NAND闪存卡更接近于CPU，同时数据传输带宽更大。

EBay已构建全SSD阵列并投入使用

最近，eBay组建了100TB Nimbus SSD阵列，以应对NAS和SAS存储的瓶颈。Nimbus S-Class的阵列可减少50％的机架空间需求和78％的电力使用。最重要的是随着SSD性能提升，EBay虚拟机的上线时间从过去的45分钟缩短为现在的5分钟。

Nimbus架构基于两颗x86控制器，每个eMLC闪存集群支持多达23个2U服务器。该系统可容纳多达250TB，同时重复数据删除技术也是可选的。Nimbus的价格基于TB定价。每TB价格为10000美元。

Forrester表示Nimbus提供了最广泛的协议支持，使用户能够通过光纤通道、千兆以太网、10GbE iSCSI、CIFS、NFS或InfiniBand进行连接。

Pure Storage也是一种高可用性的选择，因为其两个控制器都是活跃的。系统的内嵌压缩和重复数据删除会持续工作，直到数据块大小降到512字节。Pure Storage也是一个双控制器的系统，同时供应商已经计划增加控制器的数量和容量。现今已可扩展到22TB（价格在110000美元）。

Forrester分析师Andrew Reichman表示Forrester的报告集中于三家SSD供应商：Nimbus Data Systems，Pure Storage以及SolidFire。他认为虽然重复数据消除可以使全SSD体系结构的成本降低，但它是否能够替代磁盘系统并成为一个可行的选择，仍有待观察。

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