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快閃陣列全速興起 搶佔儲存設備主流地位

2016-05-13
受到第三平台的趨勢影響,資料中心正受到極大的挑戰。由於快閃記憶體的本質即是利用電晶體來儲存資料,少了傳統硬碟機械手臂移動與等待時間的延遲,不管是在回應時間或是IOPS(Input/Output Operations Per Second)的表現上,均佔有極大優勢。
快閃儲存陣列已經成為近年來企業儲存市場的重頭戲,驅動其快速發展的因素主要來自於兩個面向,一是企業級快閃記憶體(Flash Memory)技術發展愈趨成熟,容量、可靠性與使用壽命都大幅躍進,再加上售價成本逐年大幅下降,企業不再面對高昂的成本望而生畏。 而另一方面,受到第三平台的趨勢影響,資料中心正受到極大的挑戰。尤其,企業為了取得競爭優勢,大量採用虛擬化、雲端等IT技術後,硬碟儲存效能瓶頸也就成為企業亟需解決的問題,而應用快閃記憶體的儲存陣列,可有效改善效能表現,由於快閃記憶體主要是利用電晶體來儲存資料,少了傳統硬碟機械手臂移動與等待時間的延遲,不管是在回應時間或是IOPS(Input/Output Operations Per Second)的表現上,均佔有極大優勢。 時至今日,快閃儲存陣列市場幾乎已成為各大儲存設備供應商兵家必爭之地,傳統品牌儲存設備業者如Cisco、Dell、EMC、HDS、IBM、HP、NetApp,以及新創公司如Pure Storage、Violin Memory、SolidFire(已被NetApp併購)、Tintri等,另外在台灣的本土廠商例如普安、捷鼎,也都有相對應的混合式快閃儲存陣列(Hybrid Flash Arrays ,HFA)以及全快閃儲存陣列(All Flash Array,AFA)進入企業儲存市場。

快閃應用取決企業需求

快閃儲存陣列浪潮並非僅僅出現在台灣,根據IDC的調查指出,在亞太地區有七成的大型企業已經部署或計畫在未來一年內採用全快閃儲存陣列,此項報告調查超過700名,遍布澳洲、印度、日本、韓國、中國大陸以及新加坡的基礎架構決策者,其所服務的企業均為大型企業,且內部儲存容量至少為100TB。這些決策者之所以採用全快閃儲存陣列的因素,主要包括:降低企業儲存成本、縮短產品開發周期/?迅速上市,以及可支援更多的客戶、合作伙伴與供應商。

▲日立數據系統台灣區資深技術顧問梁萬宇指出,台灣企業部署目前還是以混合式快閃儲存陣列居多。
日立數據系統台灣區資深技術顧問梁萬宇指出,對比台灣發展現況,他認為全快閃儲存陣列的議題熱度高,但是台灣企業部署目前還是以混合式快閃儲存陣列居多,「這取決於預算成本以及應用需求的雙重考量。就實務面來看,全快閃儲存陣列的IOPS表現絕對會比混合式快閃儲存陣列高出許多,但是成本也相對較為高昂。企業多半會考量,應用服務是否真的需要如此高的效能,或許混合式快閃儲存陣列就足以滿足企業應用需求。」他提到,就他的觀察,全快閃儲存陣列的應用領域,主要會是在特定的產業,例如博奕(Gambling)、遊戲產業等等,對於效能的要求特別高的環境上。

捷鼎國際產品行銷部資深經理何世彥也認為,選擇混合式或全快閃儲存陣列的考量依據,還是要取決於企業需求,若是企業需要較高效能,但是容量需求又要很大,這時混合式快閃儲存陣列就是一個較好的選擇。但對於需要極高效能的企業關鍵應用,例如資料庫,那麼全快閃儲存陣列則是較佳的方案。

四大階段歷程

專業顧問研究團隊Wikibon曾對快閃儲存陣列的發展階段歷程進行一番研究,從2008年至今,快閃儲存陣列歷經了四個發展階段。所謂快閃儲存陣列,顧名思義即是在磁碟陣列中運用了快閃記憶體(Flash Memory),形式上可能搭載硬碟外型的固態硬碟(SSD),或是快閃記憶體相關模組。而隨著SSD以及Flash被大量應用,快閃儲存陣列也發展出同時採用了HDD以及Flash/?SSD的混合式快閃儲存陣列,以及全部搭載Flash/?SSD的全快閃儲存陣列。不過,混合式快閃儲存陣列與全快閃儲存陣列各自還包含著子類型,稍後會再進一步說明。

在瞭解快閃儲存陣列四大階段之前,需要瞭解一些背景知識。雖然在企業儲存市場,快閃儲存陣列已經是個熱門的議題,然而,快閃記憶體走入企業儲存領域,也並非如此順遂。多年以來,高昂的成本以及有限的容量,一直是快閃記憶體進入企業級應用的絆腳石,直到2008年,EMC發表了第一款Flash SSD(當年稱之為Enterprise Flash Drive,EFD)之後,才算正式開啟了主流企業市場之路,在這之前,快閃記憶體較為常見的,仍是各種消費型電子設備以及儲存卡的應用。

第一階段:強化SSD使用效率

所謂快閃陣列發展史的第一階段,指的就是EMC發表EFD這段時期,這類型Flash SSD通常被用來解決應用程式面臨到的瓶頸,特別是資料庫。而為了讓Flash SSD有更好的表現,EMC發布了自動分層軟體FAST VP,以便釋放出更多Flash的資源與更多的效能。Wikibon認為,這個階段奠定了企業使用Flash作為儲存媒體的信心。透過SSD,應用程式能夠獲得更低的延遲,以及更高的IOPS。但是,這樣的配置架構下,Flash主要被部署在硬碟前端作為快取(Buffer),延遲時間較長的問題仍然存在。

第二階段:混合式快閃儲存陣列(HFA)

事實上,過去幾年間,混合式快閃儲存陣列解決方案層出不窮,這類型產品運用了大量的Flash,但是資料複本仍然是寫入到後端的硬碟中,以Tintri為例,這款產品標榜快閃優先設計(Flash First),因此所有資料都會被寫入Flash中,然後再依照資料被存取的頻率,慢慢搬到大容量硬碟中。另外,EMC的VNX以及其他業者,也重新改寫控制器軟體,以便能夠容納與採用更大量的快閃儲存。雖然這種方式提供了更一致的I/O回應時間以及更高的IOPS,但是仍然以硬碟作為最終儲存,使得應用範圍只能侷限在較小的既有應用上。

第三階段:傳統雙控制器型全快閃陣列(AFA)

引進新技術時,最好的方式就是盡可能減低對既有應用程式以及基礎架構的衝擊,以避免擴大跳槽遷移的成本,也因此,快閃儲存陣列最初僅從Cache角色開始,然後才慢慢加深應用範圍。到了第三階段,傳統儲存業者以及新創公司紛紛發表全快閃儲存陣列,這階段的解決方案種類繁多,從簡單高速的快閃儲存陣列,例如IBM FlashSystems,到內建特殊軟體以提供進階重複資料刪除與壓縮能力的快閃儲存陣列,例如Pure Storage等等,皆可視為此階段的產品供應商。但是,它可能有兩個方面受到限制,一是可部署的功能受到限制,另一是重複資料刪除的數量也有限。


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