Nimble Storage Flash 快閃儲存 固態硬碟 儲存

快取加速逆轉取勝 混合架構更具成本優勢

2015-01-08
混合式快閃儲存目前主要有兩種應用模式,其一是用來作為儲存資料用的磁碟裝置,亦即在儲存設備中熟知的分層儲存技術。而另一種則作為輔助DRAM的快取記憶體。在這種應用中,快取並不會提供作為實際的儲存空間,反而是用來充當暫存區。
面對日益競爭的營運環境,企業對於應用服務的反應速度與靈活度要求也愈趨嚴苛。為了提升使用者經驗、加速服務創新、縮短產品上市時程,IT需要創新技術以便更即時回應需求,而快閃技術的進步,將有助於企業逆轉取勝。

但不可否認地,成本仍是企業至今最現實的問題。不少業界專家建議,並非所有的應用與業務都適合部署全快閃儲存,倘若該應用只講求效能、成本較不受限制,容量擴展需求也不高,那麼全快閃儲存就是最好的選擇。反之,若希望能兼具效能與空間的彈性擴充,混合式快閃儲存則較為合適。

一開始就以智慧快閃平台(Adaptive Flash Platform)為核心,推出混合式快閃儲存設備的Nimble Storage,在儲存業界算是一家相當年輕的新創公司。成立於2008年至今,已快速累積企業用戶,可見其雄厚實力。Nimble Storage台灣區資深技術顧問陳中欣指出,Nimble Storage瞭解企業存在已久的困擾,想在最佳的成本效益下,同時滿足效能與空間的彈性擴充需求,首要就是善用各種儲存媒體。

「Flash與HDD各有各的好處。Flash效能很好,適合小Block、Random I/O,但單位容量成本較貴。而傳統硬碟剛好相反,適合Sequential環境,單位容量較為便宜。而根據Nimble Storage的統計調查,一般企業內部需要優化的應用服務大約只佔整體應用的10?20%,其他則只要硬碟就足以支應。」他說明,也因此,Nimble Storage結合Flash與HDD推出CS系列,能夠在精巧的機櫃空間(3U)與極低的耗電量(550W)需求下,帶來最高的儲存I/O效能、最低的延遲與最大的儲存容量。

中快取成熱資料暫存區

對照全快閃儲存,混合式快閃儲存在硬體架構最大的不同點,即是混插Flash/?SSD與傳統硬碟。但如果仔細分析固態磁碟在混合式快閃儲存中角色,目前業界的作法主要有兩種應用方式,其一是用來作為儲存資料用的磁碟裝置,亦即在儲存設備中熟知的分層儲存技術。把最重要或最常存取的資料(俗稱熱資料)放在Flash/?SSD中,以取得高速存取之效。

而另一種則作為輔助DRAM的快取記憶體。在這種應用中,快取並不會提供作為實際的儲存空間,反而是用來充當暫存區。Nimble Storage所推出的CS系列則屬於後者。陳中欣表示,快取加速循序配置(Cache Accelerated Sequential Layout,CASL)架構是Nimble Storage主要的核心,這項技術會把前端隨機寫入I/O透過in-line壓縮技術,將這些資料壓縮、整合成4.5MB的循序資料區塊,然後再以Stripe型式寫入硬碟中。而CASL也會複製一份熱資料到固態硬碟中,以便提供快速的資料讀取效能。

「分層儲存確實有助於提升效能,但是將固態磁碟作為Tier 1儲存,首要考量的就是資料保護問題。為了確保這些資料不遺失,必須施以RAID保護機制,無形中也浪費不少容量空間。」他繼續說明,另外,如果企業在一開始部署時就低估Tier 1空間容量,當遇到線上I/O繁重、讀寫的機率都很高的環境,一旦固態磁碟容量空間被塞滿,速度反而會往下掉。 也因此,Nimble Storage選擇作為快取,目的就是為了取其優勢。Nimble Storage內的固態硬碟不需要RAID保護,即使故障1?4顆,資料也不會損毀,因為資料都寫入到Near-Line SAS硬碟之中。

效能、容量無縫升級

依據容量與效能表現不同,Nimble Storage CS系列分成CS200、300、500以及700等4個階級,較為特別的是,Nimble Storage全系列產品均為3U高度,硬碟容量範圍從8TB到50TB,而固態硬碟最小可支援160GB、最大則可到3.2TB,並可透過外接擴充櫃擴充硬碟與Flash容量。主要支援iSCSI協定,控制器的網路連線目前可支援包括1GbE/10GbE iSCSI SAN、16Gb Fibre Channel並且向下相容8Gb。而低階的儲存設備控制器可抽換升級為中、高階控制器,並且所有軟體授權費都已內含。


▲Nimble Storage全系列產品均為3U高度,硬碟容量範圍從8TB到50TB,而固態硬碟最小可支援160GB、最大則可到3.2TB。

陳中欣解釋,過往企業在擴充儲存設備時經常遇到挑戰,單座儲存設備向上擴充到極限後,就再加購另一座儲存設備。但兩座的儲存空間卻不能整併在一起,而且還必須各自管理;又或者直接以節點擴充,但效能卻沒有跟上,而且架構甚為複雜。「Nimble Storage完全不需經歷這些,如果企業一開始沒有效能的考量,又希望有很好的延展性,可以從最低階的CS215這項產品入門,未來不管是空間需求,還是效能需求,都可以透過擴櫃或控制器置換升級來滿足。就算快閃硬碟不夠也能升級,甚至還有一整櫃Flash的快取櫃可供選擇。」

創新技術為亮點

除了CASL以及Scale To Fit快速升級之外,Nimble Storage還提供了InfoSight雲端管理平台,由於儲存設備內佈滿了感應器,因而能夠做到每5分鐘便進行偵測,例如硬碟轉速是否有異常、溫度是否有異常、延遲是否太高,或是快照、備份、複製沒有做好等等。

主動式的瞭解儲存設備健康狀況的好處便在於可以提早因應。以硬碟為例,InfoSight一旦偵測到硬碟轉速異常,InfoSight便自動開出備品,由備品倉自動寄送備品至Nimble Storage合作伙伴處,而維修過程也很簡單,Nimble Storage合作伙伴只要到現場把取出有問題的硬碟,放置新的備品即可。所有的過程都自動偵測,一旦偵測到置換完成,InfoSight便會自動結案,完全不浪費人力。

而在其他功能方面,包括快照、備份以及備援功能也都包含其中。他提到,Nimble Storage的快照技術是以Redirect-on-Write(ROW)為基礎,不像Copy-on-Write需要把資料複製一份後再快照,因而不會影響到效能,再加上資料在寫入前便會進行in-line壓縮,因此快照所需要的空間也非常有限。「平均每一個Volume可以做1000份快照,使用者可以設定每15分、每日、每月進行快照,設定過程也非常簡單。」

最後,陳中欣也建議,在IT成本有限的情況下,企業不只應在意效能、容量,對於功能、服務與操作介面更必須留意,「採購前最好在企業內部進行實際測試,確保符合企業需求後再決定。」


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