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重新定义存储经济学(第三部分)

2019-04-06 14:11
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  在本系列文章的第二篇文章中,我们探讨了尽管拥有诸多好处的自动分级技术将如何给大数据带来难题。在这里,我们将讨论你的存储层级工艺将随着保存最热数据的存储介质即闪存的成本下降而发生什么样的变化,以及如何实现那些变化。

  当我们慢慢熟悉新的分级概念即用固态硬盘储存最活跃的数据而用传统大容量硬盘储存不活跃的数据时,性能和价格就成为我们挑选产品和优化成本时考虑的主要因素了。

  在传统硬盘上,容量正变得越来越大。我们现在已经有容量高达6TB的硬盘了,从表面上来说,这当然是好事。我们估计传统硬盘的每TB成本还会继续下降。这固然值得欣喜,但是每TB容量的IOPS性能也在继续下降。现在的每TB容量IOPS性能数只有1990年时容量为9GB的硬盘的六百分之一了,不管从哪个角度来说,这都相当慢。

  在使用企业级硬盘上一直存在着争议,企业级硬盘最近性能大幅提升,这样就可以降低存取速度最快的存储层级的成本,但是这也存在每TB容量性能下降的问题。

  固态硬盘技术正在快速发展。我们现在有一级方程式赛车级的存储产品,包括纯闪存阵列、闪存加速卡和非易失性存储主机接口NVMe硬盘。同时,企业静态分析系统(SAS)固态硬盘和消费者多级单元(MLC)固态硬盘将因为更强大的SATA硬盘而得到增强。解决这些问题是很难的,尤其是厂商们现在把宣传的重点放在云上面。

  要想让这些合理化,我们需要一个存储架构。最顶层也就是存取速度最快的层级要么使用NVMe周边组件互联快速接口(PCIe)的固态硬盘,要么使用服务器内部的闪存加速卡。NVMe是一种非常新的技术,首款产品近期才刚刚发布。但它得到了很好的支持。闪存卡已经上市有一段时间了。

  这些存储解决方案都在服务器内部,内存内数据库和分析需要巨大的信息流通率。存储的第三类产品是纯闪存阵列,它可以为SAN提供数百万级的IOPS性能。这是加速现有传统硬盘存储局域网(SAN)的一个不错的选择,或作为虚拟化中的服务器镜像来使用也不错。

  第二层级就相对困难一些。这在两年前是单级单元(SLC)固态硬盘和企业级硬盘的领地,但是现在我们有更多的选择了。单级单元的成本很高,多级单元的使用寿命有了长足的进步,它已经成为可选方案之一。最新的多级单元硬盘每天可以写入的数据量已经增加到1PB以上,这就让它们进入主流应用创造了条件。

  最新的SATA多级单元硬盘是SAS企业级硬盘的一个不错的替代方案,它在随机IO性能上是后者的1000倍。它的价格已经与企业级硬盘的价格差不多了,而且将继续以每年20%的速度递减。

  高端消费者级固态硬盘的性能与这些固态硬盘的性能都差不多,但是价格要便宜很多。一款容量为1TB的消费者级固态硬盘的价格大约只有相同容量的企业级硬盘价格的60%左右。这类硬盘适用于大多数中端服务器存储市场,性价比很高。最近发布的企业级SATA固态硬盘已经证实了这一点,不同价位的产品只是在写耐用性上有所不同。

  第三层级是大容量存储层。这里储存的数据大多数不活跃的数据,但是通常情况下也不是完全不会被存取的数据。这就要求将它们储存在磁盘上,因为磁带的存取速度实在是太慢了。问题是:我们是将它们储存在固态硬盘上还是传统硬盘上呢?乍一看这个问题很简单。传统硬盘的价格相对更便宜,廉价SATA传统硬盘的零售价在每TB容量100美元以下。

  但是这些传统硬盘的存取速度都比较慢。得益于三维封装和设备结构的发展,固态硬盘的价格有望在未来几年降至低端传统硬盘的水平。与此同时,固态硬盘价格的下降可以让第二层级最低级的产品进入到第三层级中来。换句话说,自动分级技术将数据丢出第二层级的分界点将会下移,将会有越来越多的数据被储存在第二层级之中。

  自动分级技术可以利用这个存储结构去自动管理数据存储,因此并不会显著增加操作上的复杂程度。总的来说:

   第一层级为需求最高的应用提供性能,而且现在它们的价格已经下跌到足以成为行业标准的低水平上了。

   第二层级为大多数应用提供性价比最高的存储解决方案,价格越来越低的SATA固态硬盘将进一步优化成本。消费者级固态硬盘也许可以满足那些不太强烈的需求,而且还有可能取代第三层级中的硬盘。

   第三层级将在未来的几年里继续由廉价的消费者级SATA传统硬盘构成,但是多级单元产品价格的不断下滑会让第二层级与第三层级的分界点随着时间不断下移。

  固态硬盘技术仍在向前发展,它必将成为各级存储层级的主流解决方案。我们不需要等待新技术来解决成本和磨损问题。现在的固态硬盘已经能够完成那些任务了。