闪存存储：宣传与炒作是否已经成为现实？

时至今日，闪存发展速度确实相当惊人。而闪存存储业务到底是一片虚构而成的乐土，抑或是已经被全面纳入IT体系当中？

闪存阵列提供更为出色的数据访问速度，然而SSD在实现远低于磁盘驱动器的延迟水平之外，亦拥有更加可观的使用成本。不过客户也能够着眼于未来五年的功耗水平、冷却开销以及机架空间节约量等指标将基视为长期使用成本更为低廉的存储方案。

大家也可以将每一次存储事务作为因素纳入成本考量。

新的全闪存阵列在数据管理服务方面仍无法与传统阵列相匹敌。而在将SSD要素添加至现有阵列架构当中时，其控制器软件在更新后则能够很好地支持SSD，意味着此类新型混合阵列能够提供远高于全磁盘阵列的性能表现、理想的成本水平以及几乎可同全闪存阵列相抗衡的速度表现--外加其不具备的数据服务。

现代阵列广泛使用SSD，而新型SSD产品在使用寿命上往往优于早期产品，其主要实现手段在于尽可能降低指向闪存芯片上特定存储块的写入速率。闪存阵列能够提供更出色的IO水平，占地空间更小且无需利用多个主轴即可增加整体UO速率。

IDC公司研究主管Eric Burgener表示："各供应商乐于面向闪存进行产品优化，旨在实现更理想的性能水平、更长使用寿命、更高可靠性以及更低每GB使用成本。其中最为成功的供应商能够以非常顺畅的方式将传统专有应用模式转换及合并为混合型工作负载。"

以闪存求性能并以磁盘求容量的混合型阵列拥有较单纯专注性能的闪存阵列更为广泛的工作负载匹配能力，特别那些拥有丰富数据管理服务集合的混合阵列产品。

目前最常见的设计思路在于，如果某台传统阵列需要在现有高存储容量基础上实现高性能，则直接向其中添加闪存元素。不过如果大家对数据访问速度的需求远高于对存储容量以及现有数据管理服务的依赖，那么专用型全闪存阵列则是更好的选择。

闪存的成本削减之路

闪存的最大弊端在于成本高昂，但这一问题已经成为众多芯片制造商与阵列供应商的头号关注议题。MLC--双层单元--闪存如今已经成为主流，而SATA与SAS SSD也凭借着这类芯片成功得以普及。采用此类SD的阵列通常配备内联重复数据删除与压缩功能，旨在尽可能提升可用存储容量。

闪存设备控制器也变得更加高效，且在降低隐藏容量空间的同时确保驱动器仍然拥有良好的使用寿命及成本水平。

PCIe闪存凭借着PCIe总线实现更高访问速度，其不需要SATA或者SAS协议转换，并因此得到广泛推崇。另外，NVMe驱动器作为一类新标准也得到广泛采纳，这意味着大家无需依靠PCIe制造商或者使用特定的设备驱动器。

3D芯片构建技术已经得到长足发展，意味着传统平面或者2D闪存已经开始转向拥有32层乃至48层结构的大容量芯片，但同时亦无需提升芯片体积。由于可支配空间更大，因此厂商能够采用相对较大的存储单元尺寸，这使得三层单元TLC闪存完全达到了企业级使用寿命要求。三星公司已经利用这项技术推出一款15 TB SSD，而且预计将在2016/17年内实现量产与销售，也许届时该产品将顺利超越磁盘驱动器的容量上限--目前磁盘驱动器仍然挣扎在10 TB关口上。

非易失性内存进一步提高速度表现

随着市场的关注度从容量转向性能，英特尔与美光双方在2016年带来了其3D XPoint内存方案。这款非闪存、非易失性内存将拥有字节可寻址能力，即不再像闪存那样采用块寻址机制。根据说明，XPoint的性能可达到闪存的1000倍，使用寿命亦为其1000倍。另外，XPoint的成本虽然较DRAM为低，但肯定要远高于闪存产品。

其设计定位在于作为持久性内存而非存储介质，从而显著提高服务器内应用程序的运行速度。

另一项技术成果，即NVMe over fabrics，将带来RDMA（即远程直接内存访问）同年同月，意味着客户能够在服务器与外部（闪存阵列）之间实现PCIe总线级别的访问速度，从而大幅降低数据访问延迟。

基本上，闪存与闪存类技术承诺带来前所未有的低延迟与存储阵列网络访问延迟，同时不断降低每GB资源使用成本。

现有闪存阵列正全面统治SPC-1（随机IO）与SPC-2（数据吞吐能力）存储基准测试。富士通公司的DX600 S3全闪存阵列就拥有出色的SPC-1测试评分，凭借着320206.35的创纪录IOPS笑傲中端阵列市场。而位列第二的3PAR 7400则拥有每IOPS 1.54美元的优异使用成本。

目前全闪存3PAR 20850位列SPC-2基准测试榜首。

闪存使用方式层面的技术发展亦在进行当中。富士通实验室已经开发出一种内存内数据库软件使用方式，能够将读取与写入命令直接发送至SSD中的闪存芯片处，从而将传统连续访问转化为并发访问机制。

富士通方面还开发出一款软件控制型PCIe SSD产品，其中包含16条控制通道与256块内置闪存芯片，可提供高达每秒5.5 GB传输带宽。我们将在2017年看到这项技术以实际产品形式推出。

逐步成熟的闪存阵列设计

早期闪存阵列往往源自主流供应商或多或少将SSD添加至磁盘驱动器插槽内并将其作为高速磁盘使用。新型设计则更进一步，对阵列操作系统做出更新，从而最大程度发挥闪存性能优势并确保其更好地接入IT环境。举例来说，富士通DX200F：

• 采用与其它富士通DX阵列家族成员相同的管理系统

• 采用现有集群功能以实现高可用性

• 采用DX RAID架构

• 拥有服务质量与精简配置功能

• 同步与异步远程复制功能

在保留各项家族特性之外，其还提供高达76万IOPS与每秒12 GB传输带宽，而写入延迟与读取延迟分别仅为88微秒与180微秒。

这套系统能够全面兼容现有富士通DX环境并利用同一套集中管理控制台实现管理。

过期以及访问频率较低的数据能够从DX200F被转移至混合或者全磁盘DX系统当中，从而将宝贵的闪存容量交由新的、访问频率更高的数据使用。而最终陈旧数据将被迁移至归档磁带中以满足监管及其它需求。

IT管理者在考量数据生命周期时将非常需要这种能力的配合，即将数据中心拆分为多条数据流，同时对各存储层内的数据进行优化以根据重要性为其指定访问速度。

有些人认为Violin Memory公司是这一专业闪存模块领域的先驱者，其VIMM（即Violin内联存储模块）闪存驱动器则是首款此类产品，不过DSSD已经举起接力棒并奋力冲刺。

闪存系统如火如荼

全闪存阵列供应商目前普遍拥有良好的业绩表现。全部现有主流存储供应商都报出了两位数的闪存存储业务季度同比业务增长。

由戴尔、EMC、惠普、IBM以及NetApp提供的单一及双控制器架构磁盘与混合闪存/磁盘阵列在营收层面遭遇下滑或者持平，而来自这些厂商的全闪存阵列则迎来可观的两位数同比增长甚至是环比增长，而这正是市场需求的最好体现。各全闪存阵列初创企业--除了Violin--也拥有强劲的营收增幅。

全闪存阵列供应商Pure Storage公司报出令人瞩目的季度运营成绩，不过Nimble Storage本季度混合阵列的增长幅度却远远低于预期--这主要是由于其缺少全闪存产品作为支持。

由此得出的结论是，目前市场对于高性能存储方案拥有巨大的潜在需求，这主要是受到服务器虚拟化、多插槽方案、多核心CPU以及服务器IO容量增长的推动。不过单凭存储阵列已经无法满足这种需求，服务器及其运行的应用程序不得不忍受IO等待，并期盼存储阵列能够快速赶上。

采用全闪存阵列意味着服务器的潜力能够得到释放，并平衡计算资源与IO之间的供给关系。另外，全闪存阵列、混合阵列以及磁盘阵列采用同样的管理机制与数据服务则意味着，客户的数据中心管理体系无需针对新型闪存存储系统及其子系统进行重新调整。

客户正在逐步将延迟敏感型工作负载迁移至全闪存阵列当中，因为闪存的每GB使用成本在经过数据体积削减后已经低于1万5千转磁盘驱动器水平，并趋近于万转磁盘级别。在将功耗节约、冷却开销以及机架空间降低等因素考虑进来之后，闪存阵列的整体持有成本将显著低于这些传统阵列方案。

我们还没有看到闪存产品的爆发式增长，不过这种趋势正渐渐强化并将在未来几年当中越来越多地挤占传统阵列的销售额。

另外，完全采用全闪存方案的数据中心并不会全面普及，因为众多二级数据仍然适合被存储在总体持有成本更低的磁盘当中。再有，磁带归集机制也仍然拥有明确的生存空间--负责承载那些未来可能被用到的参考及/或合规数据。

咨询师Enrico SIgnoretti总结出了以下几类闪存使用标准：

• 企业+一级数据=全闪存

• 企业+大量复杂项目=混合型阵列（我们经常看到很多场景下由全闪存阵列承载一级数据，由混合型阵列承载二级数据）

• 分层/缓存为二级系统中的最优选项

• 中小型企业=混合型阵列（并往往不涉及大量分层/缓存）--更多是单一设备提供全闪存加混合存储资源

与以往一样，IT决策需要在多种选项当中找到平衡点--而让人振奋的是，如今我们的选择不再局限对不起磁盘与磁带。现在我们有了全闪存、混合闪存与磁盘层、全磁盘、磁带以及云存储服务。这意味着我们能够以一种更为细化的工作负载处理方式实现存储体系构建，从而拥有更具平衡性及成本效益的系统方案。感谢闪存为我们带来的自由空间！