在線重刪技術有望使企業部署全SSD陣列

根據Forrester研究機構的最新報告顯示，很多公司希望可以跳過分層存儲架構，直接轉移到全固態硬盤架構。Forrester在報告中指出，雖然企業級固態硬盤比硬盤驅動器昂貴得多，但是重復數據刪除可以減少容量要求，使閃存成為具有成本效益，且性能更好的替代產品。

“如果成本不是問題，你應該將所有數據都保存在基于閃存的固態硬盤媒介，”報告稱，“固態硬盤不僅比磁盤驅動器快得多，而且它沒有移動部件，能耗更低，并且消除了尋找時間和不穩定性能的問題，在這些方面，磁盤驅動器都不可能趕超固態硬盤。”

現在的固態硬盤被用于外部存儲陣列中的頂層存儲，與很多不同的硬盤驅動器組合使用，例如高容量SATA和低容量高性能的SAS和光纖通道驅動器。分層基礎設施的想法是獎最常被訪問的數據放在最高性能的驅動器上，而將不常使用的數據轉移到高容量低成本的硬盤驅動器上。

但是現在分層陣列存儲供應商都將閃存驅動器“硬塞進”他們的現有磁盤陣列中，這可能造成I/O瓶頸問題，這也意味著管理員必須知道哪些數據放在固態硬盤中，或者依賴于自動化數據分層軟件，而這種軟件還屬于新鮮事物。

分層存儲凸顯數據管理困境

根據Forrester表示，固態硬盤的價格要比硬盤驅動器高十倍，其他研究機構調查結果顯示這個價格差異更大。來自其他公司(例如iSuppli等) 的市場研究顯示，現在固態硬盤的定價平均為每GB 17美元，預計明年會下降到12美元，到2015年，預計只要5美元。

上圖顯示NAND閃存價格預計不會低于硬盤驅動器的價格 (信息來源：Objective-Analysis)

雖然分層架構可以提供更好的性能和更高的磁盤利用率，但是根據Forrester的報告顯示，分層也會帶來數據管理難題。

例如，很多企業IT部門沒有使用先進的存儲性能分析工具，所以他們必須手動確定哪些數據需要最高性能，并通過分層架構進行手動移動。此外，“熱點數據”或者說最常被訪問的數據，會隨著時間的推移而變化，這意味著IT人員將要時刻監控數據并進行相應的移動。

雖然市面上有自動化分層工具，例如戴爾Compellent公司的Fluid Data存儲產品和EMC公司的全自動存儲分層(FAST)軟件，但是Forrester認為，對并不是為分卷數據移動設計的現有系統進行改造是“一個重大的挑戰。”

“這些解決方案的效率和效益各不相同，并且不斷的數據移動還會造成內在性能損耗，”報告顯示，“另外，最近熱門的數據并不意味著它在將來也是熱門數據。”

在線處理重復數據刪除使全SSD成為可能

現在正在興起的新架構是全固態硬盤基礎設施，這種架構的在線處理重復數據刪除能夠通過在冗余數據被存儲前刪除冗余數據，來減少后端容量要求。

這比磁盤盒固態硬盤的重復數據刪除更加有效，因為與混合磁盤盒閃存系統相比，全固態硬盤解決方案中的性能盈余和所有數據的延遲一致性提供更快的在線處理重復數據刪除和數據融合。

單層單元(SLC)企業級NAND閃存和多層單元(MLC)閃存在性能、壽命和價格方面存在很大差異。SLC NAND每個單元只能存儲一個bit數據，而在MLC中則可以存儲兩個或者三個bit。這也就是說，SLC本身具有更高的性能，并且壽命是MLC的十倍。

目前，SLC SSD中的NAND閃存售價約為每GB 9美元，MLC閃存則為3美元。一種新的MLC，也就是所謂的企業MLC(eMLC)，可以提供比消費者級MLC高30倍的寫入次數，不過價格也高出20%以上。

相比之下，光纖通道或者SAS驅動器成本約為每GB 50到60美分。

當然，還有Fusion-io、Texas Memory Systems、Micron和Virident Systems 公司生產的PCIe NAND閃存卡。閃存卡本身可以用于所有閃存陣列或者應用程序服務器中，雖然價格很高，但性能確實物有所值，這要歸功于閃存存儲到中央處理器的更高速的互連和近距離。

Forrester的報告的重點是三家供應商的全固態硬盤產品：Nimbus Data Systems、Pure Storage和SolidFire。

雖然其他供應商也提供全固態硬盤陣列，但是他們并沒有在線處理重復數據刪除，所以Forrester沒有將它們放入研究中。

Forrester報告顯示，Nimbus提供最廣泛的協議支持，允許用戶通過光纖通道、千兆以太網或者萬兆以太網的iSCSI、CIFS、NFS或者直接通過InfiniBand連接到他們的控制器。

近日，易趣推出了100TB Nimbus SSD陣列來解決其NAS和SAN存儲的瓶頸問題。Nimbus S級陣列減少了50%的機架空間需求，并減少了78%的電能消耗。更重要的是，這款SSD性能將新虛擬器聯線的時間從45分鐘減少到5分鐘。

Nimbus架構是基于兩個x86控制器，控制器每集群支持多達24個2U(3.5英寸高)服務器(裝滿eMLC閃存)，一個陣列可以容納多達250TB。重復數據刪除是可選的，Nimbus是根據每TB來收費，每可用TB收費1萬美元。

Pure Storage也是一個雙控制器系統，可擴展到22TB，雖然該供應商正在計劃增加控制器和容量的數量。Pure Storage的產品被認為具有高可用性，因為它的兩個控制器都是活動的。該系統的在線壓縮和重復數據刪除總是開啟的。Pure Storage表示，5:1重復數據刪除比，陣列售價為每GB 5美元，也就是說22TB陣列零售價為11萬美元。然而，基于具有RAID的原始容量，該陣列零售價為每GB 25美元或者22TB陣列55.5萬美元。

SolidFire計劃計劃在明年1月份推出其布滿MLC閃存的存儲產品，該產品預計將提供在線處理重復數據刪除和壓縮，以及自動精簡配置功能。自 動精簡配置允許系統根據需要向應用程序服務器提供容量。而不是傳統的超量供應辦法。該系統提供質量保證服務，它只使用iSCSI傳輸協議，以壓低價格，該 產品預計可以擴展到1000TB，或者1PB。

Forrester在其報告中警告說，報告中提及的所有全固態硬盤陣列都是相對較新的產品，需要潛在用戶對產品缺陷進行嚴格審查，例如缺乏數據快照或復制，以及應用程序兼容性問題。全固態硬盤存儲基礎設施在很大程度上取決于重復數據刪除的有效性。

“雖然閃存價格下跌和使用較便宜版本能夠帶來一定成本效益，但是如果不能提供更好的重復數據刪除，還是不可能接近磁盤的價格，”Forrester表示。

更好的重復數據刪除要求足夠的CPU能力在不影響性能的前提下來進行在線處理過程;有效的重復數據刪除算法;有助于減少數據的數據本身(如電子郵件和其他文件)。

Reichman表示：“雖然重復數據刪除讓全固態硬盤解決方案的成本更接近磁盤成本，但這究竟是否是可行的替代產品仍然有待觀察。”

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