自动挡跑车：Easy Tier解放SSD

分层存储：无子卷，不自动

ILM，或者更早的HSM（Hierarchical Storage Management，分级存储管理）的概念太过宽泛，我们还是从SSD和硬盘驱动器的角度来探讨存储系统的分层存储。

分层存储旨在通过SSD与硬盘驱动器的配合，兼顾性能和容量的需求。SSD负责IOPS，硬盘驱动器保证容量，常见的模型是与全15K RPM硬盘驱动器的方案相比，SSD + HDD的组合能够以更低的成本提供同样的IOPS，或者以同样的成本获得更高的IOPS，而容量维持不变。

这种模型由于在成本上加了限制，引入容量小且价格高的SSD之后，硬盘驱动器的数量必然减少，因此要换用10K RPM或更低转速的大容量硬盘驱动器。低转速的硬盘驱动器IOPS性能稍差，但是有至少数十倍于15K PRM硬盘驱动器的SSD压阵，这点儿损失很容易弥补回来。

以SSD与7200/5400 RPM NL-SAS/SATA硬盘驱动器的组合，替换纯15K RPM FC/SAS硬盘驱动器，在提供同样容量和IOPS的同时，获得成本与能耗的节省

当然理论归理论，实际应用中SSD与HDD的搭配肯定不受限制，SSD与15K RPM硬盘驱动器齐上阵的产品也不是没有。有些分层技术支持的存储层较多，SSD、15K RPM、10K RPM乃至7200RPM硬盘驱动器都有，性能与单位容量成本都逐级降低；如果只支持两个存储层，SSD与7200RPM（甚至5400RPM）硬盘驱动器则组合会比较好，前者包办IOPS性能，后者则把单位容量成本降至最低，而且都比15K RPM硬盘驱动器节能。

究竟分几层好，业内没有一个统一的说法，支持较多存储层的厂商当然说4层比2层好——至少没有谁说层数多了不好，为何？从管理的角度来说，层数越多，规划和迁移工作就越复杂：2层的时候很简单，需要高IOPS的放在SSD上，其他都放7200RPM硬盘驱动器上；4层的时候就要考虑，把性能要求次高的放在15K RPM硬盘驱动器上，随着访问频度的降低再转移到10K RPM硬盘驱动器上……如果都是人工规划和手动迁移的话，增加中间的存储层简直就是自找麻烦。

公认的存储层划分，SSD是新加入的第0层（数值越大层级越低）

不过这种情况并没有发生。原因很简单：采用被称为“自动分层存储”（Automated Tiered Storage，ATS）的技术，存储系统利用软件算法，自动将“热点”数据迁移到SSD上，而把不常访问的数据向较低的存储层移动。理论上来说，只要存储系统能处理过来，增加存储层并不会给用户的管理带来额外的开销。

相比之下，自动分层存储的粒度更需要关心。第一代自动分层存储技术是卷（Volume）级的，现在已普遍进化到第二代的子卷（Sub-Volume）级。CBSi企业解决方案中心认为，子卷级是实现真正意义上“自动”分层存储的必要前提。

所谓“自动化”，其宗旨应该是尽可能地减少对人的需要，降低管理员的工作量，否则便失去了应有的意义。也就是说，不仅要避免手动迁移，也要避免人工规划。最高度的自动化应当是把数据往存储池里一扔，存储系统便自动调整到最优化状态，尘归尘，土归土，不同类型和需求的数据各安其位。当然，如果能够给用户设置策略的权限，让他们能够按照自己的想法进行适度的干预，也是不错的附加值，但不应成为必须的步骤。

我们不妨拿汽车打个比方。同款车型，自动挡比手动挡价格要高一些，因为自动变速箱就相当于具备了一定的智能，可以选择认为合适的时机换挡（套用咱们的术语，叫“最佳实践”），解放了驾驶员的一只手。有些驾驶经验丰富的司机，用手动挡可以掌握比自动变速箱更好的换挡时机，可能会更省油，但要达到这个境界需要长期的积累，毕竟不是每个人都想当司机。

所以，手动挡主要在较为低端的车型配备（省去了自动变速箱，相当于省去了购买软件的License费用），而车型级别越高，自动挡比例越大。仍然迷恋手动挡的操控感受？没问题，高档变速箱可以“手自一体”，需要时切换到手动模式即可……

回到正题。卷级自动分层存储的问题在于，只有一个卷上写满数据且都被频繁访问（热点）的时候，才最有效率，而这几乎是不可能的。举例来说，某个卷上一半的空间有数据，发现其中的热点之后，把整个卷迁移到SSD上，性能是上去了，可就这个卷对应的存储空间而言，SSD的利用率至多为50%（另一半是空的，没有保存数据）。

当然，这个问题可以通过自动精简配置（Thin Provisioning）来解决——没有数据就不真正分配存储空间。不过，就以有数据的空间来说，也不是一个卷上所有的数据区域都是热点，譬如上百GB的数据库，可能只有几十GB的日志访问最为活跃，符合热点的标准，结果一下把整个卷都迁到SSD上了，结果仍然是浪费。

如果要避免把卷上的非热点区域一并迁移的浪费现象，就需要做细致的规划，把可能成为热点的数据分离出来，放到特定卷的上。这需要用户很熟悉应用，如果再考虑到热点数据的周期性……总之不能一劳永逸。如果一项技术，不仅需要前期规划，运作期间还得不断的调整，依赖人力若此，才能发挥所宣称的功效，那实在对不起“自动”二字。

子卷级自动分层存储以数据块为迁移单位，这是访问频率逐渐降低（变“冷”）的数据块从较高的存储层向较低的存储层迁移的示例——如果是较低存储层“热点”区域的数据块，迁移方向会相反

顾名思义，子卷级的自动分层存储技术，迁移的最小单元就不是整个卷，而是构成卷的次一级数据块，大小通常在几十MB到几个GB之间，它们的集合可以小于卷，即所谓“子卷”——现在卷的尺寸都以10GB为量级了。也就是说，子卷级自动分层存储只迁移热点数据所在的数据块，没有热点数据的数据块则不受影响。

理论上，从卷级到子卷级，更细的粒度避免了迁移非热点数据导致的存储资源浪费，用户完全可以把数据直接放在较低的存储层（硬盘驱动器构成）上，让子卷级自动分层存储功能搜集访问频度等信息，决定将哪些数据上移到SSD层（或者下移），无需人工规划和手动调整，实现真正的自动化。

实际情况如何呢？让我们通过IBM Storwize V7000中端存储系统这个具体的例子，来看看子卷级自动分层存储功能是怎么运作的吧。