闪存:一切为了性能

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今年,英特尔将与美光科技公司一起建立NAND闪存芯片制造工厂。2011年初,东芝、三星等厂商的闪存生产线也将开工。半导体制造商大量投资于闪存,预示着闪存技术的应用会越来越普及。

SSD与SATA混插

目前,闪存技术在网络存储中的应用还处于起步阶段。大多数网络存储厂商通常将基于闪存技术的固态盘(SSD)与SATA磁盘混插在同一个存储阵列中,对访问性能要求高的关键应用数据被存放在SSD上,不经常被访问的数据则存储在SATA磁盘上,从而形成了分层存储架构。随着EMC、IBM、3PAR、Compellent等厂商陆续推出自动分层存储技术,行业用户开始慢慢接受基于SSD和SATA的分层存储架构。

从目前情况看,SSD多被用在高端及中端存储阵列上,EMC、HP、HDS、IBM等厂商都能提供相关的解决方案。很多人对SSD的应用前景持乐观态度。他们认为,随着SSD的价格逐渐降低,SSD在存储阵列中的应用会更加普及。

但是有些人认为,现有磁盘阵列的机架不是根据SSD的应用需求设计的,将SSD插入现有的SATA磁盘阵列中,不能充分发挥SSD高性能的优势。用户只有使用全部由SSD组成的存储阵列,SSD的性能优势才能得到充分发挥。但是现在,纯SSD存储阵列的应用还比较少。

固态存储作缓存

“Fusion-IO将固态存储技术用于缓存,而不是磁盘驱动器。Fusion-IO的固态缓存产品在架构上与SSD有本质的区别。”Fusion-IO亚太区发展总监Mathew Fleming介绍说,“SSD的数据传输路径与传统磁盘无异。采用SSD,当CPU发出读的指令后,该指令从CPU开始,经过RAID控制器传到元数据处理器,然后通过闪存控制器回到RAID控制器中,最后再回到CPU,整个传输过程包括6个环节(如图所示)。同样是上述的数据传输过程,如果采用Fusion-IO固态缓存,只需要两个环节。人们采用Fusion-IO固态缓存,可以大大简化数据的传输路径,提高数据的传输效率。Fusion-IO固态缓存的性能接近于DRAM,远远高于SSD。”

Fusion-IO的固态缓存技术不仅提高了系统的整体性能,而且可以降低系统的时间延迟,这使得Fusion-IO固态缓存产品的性能优势在高性能计算、云计算和虚拟化应用中显露无疑。Fusion-IO的固态缓存产品安装在服务器上,可以大幅降低服务器、存储和应用软件的成本。

性能是关键

ioDrive是Fusion-IO固态存储产品的代表。作为一种革新性的固态存储产品,ioDrive可以大幅提升带宽和应用性能,降低延迟,并简化用户的IT基础设施,同时还能削减存储采购成本和运营成本。

ioDrive在系统总线和Kernel 层实现与服务器的集成,创建了一个新的闪存存储层。Mathew Fleming表示:“在服务器内部,ioDrive的性能与数千个磁盘驱动器(80GB～320GB)的性能相当。ioDrive缩短了系统响应时间,消除了I/O瓶颈。”Fusion-IO提供的原始存储性能测试报告显示,ioDrive的性能是SSD盘的两倍。

美国一家名为Answers的网站采用Fusion-IO的固态存储解决方案后,数据库复制的速度提高了30倍,系统查询的响应时间缩短了30%,服务器的占地空间、能耗成本和IT支出减少了75%。

NetApp在固态存储产品的应用上采取了两条腿走路的策略,既提供对SSD的支持,又有用于缓存的FlashCache产品。不过,FlashCache不是用于服务器的,而是用于存储阵列的。FlashCache的容量为256GB和512GB。目前,NetApp已售出的固态存储产品的容量超过1PB。