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闪存在企业中的用途原来有这么多

责任编辑:editor005 作者:George Crump |来源:企业网D1Net  2017-07-07 14:23:46 本文摘自:TechTarget中国

高性能存储系统很早就出现了。上世纪90年代,其实现是基于DRAM的事务处理加速方案。因为成本过高,该方案仅应用在一些不求性价比只求速度的系统上。

现在不同了。随着成本下降(每GB价格不断刷新最低值记录),高性能闪存被越来越多的企业接受,用途也再次发生变化。

闪存已经是存储的主力军

曾经,闪存只存在于DRAM和主存之间,用于I/O加速。现在,闪存就是主存了,可以替代任何传统主存介质。

技术的进一步发展,为闪存提供了三个应用方向。首先,也是最令人机动的,次级存储,例如备份/归档。然后,任何需要更高速I/O的场景。最后,直接替代DRAM。

用于次级存储

五年前,因为成本高,次级存储用闪存实现是荒谬的。随着价格持续下滑/密度不断增加,闪存也许要成为次级存储的首选了。今天,存储供应商们可将PB级容量的闪存装入2-3U机框中。随着数据中心基建和能耗(电)的成本越来越高,即使仍比磁盘贵,闪存的高密度存储能力越来越引人注目。

同时,闪存的性能是传统次级存储方案所无法比拟的。如果大数据分析用全闪存方案实现,其海量数据集的快速处理能力,几乎可以立即响应所有类型的数据请求。在一个充满着不耐烦用户的世界中,这一优势是无法抗拒的。

这种对任何随机请求的及时响应能力,对媒体/娱乐等行业至关重要,这些行业需要将内容分发到几乎无限多的目的地。广播电视时代,只是单方面传递信息,现在这个时代,几乎全是随需应变,想想Netflix。

另一个闪存用例是备份和数据保护。备份软件的关键是元数据库,因为其用于跟踪数据的各种变化。闪存的速度,允许备份软件更快地增删查找,并立即响应用户需求。数据保护的重大演变,是及时恢复。大多数备份程序可在备份系统上直接运作主数据存储——突然间,次级存储变主存。传统主存若由磁盘实现,存储容量、压缩/重删效率,一定会和响应速度矛盾,这时供应商不得不关闭这些及时恢复功能。

而基于闪存的备份系统,则可完全满足性能要求时实现这些服务。不过请小心,用惯了闪存的用户,对数据恢复时的任何慢,都会非常不耐烦的。

更高性能闪存

尽管闪存已经够快了,仍有些应用需要更快的速度。同时,闪存提供给企业的超量性能可能很短暂。最终,开发人员会实现需要提供比当前闪存更高速度的应用。

大多数性能问题,其瓶颈不在闪存介质本身,而在外围的传输/接口上,例如CPU和闪存介质的内部总线速度。连接QoS和软件层逻辑,才是最大挑战。

存储行业开发的NVMe协议专门来解决此问题。NVMe是下一代的存储协议,专为闪存构建,可助OS直接与存储介质交互。传统的SCSI则是HDD时代的产物。

NVMe去除了SCSI堆栈中不必要的开销,支持比标准SCSI更多的队列(从AHCI支持的队列数提到了64,000),每个队列支持更多命令(从AHCI的32个增至64,000个)。此外,每一CPU时钟周期,NVMe能比SCSI做多得多的事儿。

数据通信是对延迟敏感的另一个重要领域。这里,NVMe over Fabrics可在光纤通道(FC)和以太网上工作。现在iSCSI和FC协议传输的都是SCSI,这意味着无论通道速度有多快,都受到SCSI单线程的影响。NVMe over Fabrics则允许FC和以太网传递更多队列和命令,显著地优化网络通信性能。

闪存用作内存

一直以来,闪存用作磁盘的替代物,快不少,但更贵。现在,闪存可作为内存的替代物,慢一些,但更便宜。大内存服务器,是内存数据库、大数据分析、高密度虚拟化/容器化的目标。但DRAM太贵,且每台服务器的容量有上限,而且受到IT部门的预算制约。需要认清的是,很多内存数据库不断购买新服务器,不是需要更多计算能力,而是需要更多内存。

NVDIMM,本质是安装在DIMM模块上的闪存,设计成按DIMM方式运作。因为闪存密度高于DRAM,所以单位服务器中能装有多得多的容量。NVDIMM安装在内存总线中,所以能直接和CPU通信。NVDIMM驱动能自动管理NVDIMM和DRAM之间的数据流动。本质上,NVDIMM在DRAM和主存建立了一层cache。

NVDIMM需要全新的BIOS,IT部门需要验证哪些服务器供应商支持。

数据中心的主要驱动因素,曾几十年保持不变。而今,更快速度、更多容量,是越来越多公司的追求。因此存储系统理应更快,更密。闪存迅速进入到磁盘、磁带的核心领域甚至有替代之势,是始料未及的。能推断的只是,对性能的饥渴是永不停歇的。NVMe协议和NVDIMM等的落地,将帮助闪存跟上用户需求。

关键字:PCIe Optane 队列数

本文摘自:TechTarget中国

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