機(jī)械磁盤(pán)作為在線(xiàn)主存儲(chǔ)介質(zhì)的地位，可以說(shuō)幾十年來(lái)沒(méi)有動(dòng)搖，然而閃存的出現(xiàn)，將要改變的不僅是存儲(chǔ)介質(zhì)本身，更將會(huì)顛覆整個(gè)的存儲(chǔ)生態(tài)鏈。那么純閃存存儲(chǔ)是什么，全閃存陣列具有怎樣的優(yōu)勢(shì)呢？

一、什么是純閃存存儲(chǔ)

純閃存陣列是完全由固態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)（通常是NAND閃存）構(gòu)成的獨(dú)立的存儲(chǔ)陣列或設(shè)備，這些系統(tǒng)是用于增強(qiáng)可能包含磁盤(pán)陣列的環(huán)境的性能，或者用于取代所有傳統(tǒng)的硬盤(pán)存儲(chǔ)陣列。

就存儲(chǔ)介質(zhì)性能而言，一個(gè)主流NVMeSSD的IOPS能夠達(dá)到50萬(wàn)甚至接近100萬(wàn)，延遲卻低于100μs，相對(duì)于IOPS只有不到200、延遲ms級(jí)的HDD，SSD推動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)性能實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，而這之后，全閃存陣列應(yīng)運(yùn)而生。

然而相對(duì)昂貴的SSD使得全閃存陣列只適用于高 IOPS 應(yīng)用環(huán)境，而非通用存儲(chǔ)。但是，由于其在高性能方面的優(yōu)勢(shì)，全閃存陣列一定會(huì)在絕大多數(shù)企業(yè)級(jí)環(huán)境中找到一席之地。

二、全閃存存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)

全閃存帶來(lái)了磁盤(pán)速度飛速的提升，解決了很多因存儲(chǔ)瓶頸造成的業(yè)務(wù)延遲。

主要SSD介質(zhì)帶來(lái)IOPS 性能的大幅提升，帶來(lái)的讀寫(xiě)延遲的大幅下降。這是HDD機(jī)械盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)靠堆HDD盤(pán)數(shù)量所無(wú)法解決的。

基于2015年的4KB 隨機(jī)讀測(cè)試數(shù)據(jù)顯示最大IOPS 方面:SATA HDD是190個(gè)IOPS, SATA SSD 是70K個(gè)IOPS,而NVMe SSD 的IOPS 超過(guò)SATA SSD 10倍達(dá)750K個(gè) IOPS。

存儲(chǔ)介質(zhì)從HDD?到STAT/SAS SSD 再到NVMe SSD IOPS性能能力提升了3000多倍！

三、全閃存存儲(chǔ)的缺點(diǎn)

全閃存陣列可以解決目前企業(yè)數(shù)據(jù)中心的大多數(shù)性能問(wèn)題。但是這種效率是有代價(jià)的。因此，全閃存存儲(chǔ)陣列的供應(yīng)商正在尋找方法，通過(guò)自動(dòng)精簡(jiǎn)配置、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除和壓縮等各種各樣的存儲(chǔ)效率提升技術(shù)來(lái)最大限度地運(yùn)用這些系統(tǒng)。

1、有限寫(xiě)操作周期

除了這些表面的優(yōu)勢(shì)，SSD也絕非完美的驅(qū)動(dòng)器，有其自身的缺陷。最為明顯的是閃存的有限寫(xiě)操作周期，SSD最終會(huì)損耗殆盡。通常，SLC閃存的耐久度大約為100,000次寫(xiě)周期；MLC閃存則少了一個(gè)數(shù)量級(jí)，每個(gè)數(shù)據(jù)單位只有大約10,000次。除了這些，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取也并不完全可靠。廠(chǎng)商方面應(yīng)用了許多技術(shù)來(lái)擴(kuò)展使用周期，包括損耗平衡、糾錯(cuò)編碼、壞數(shù)據(jù)塊重新映射以及過(guò)量配置。

SSD的響應(yīng)時(shí)間同樣有可能不一致。數(shù)據(jù)寫(xiě)入SSD時(shí)會(huì)送到整個(gè)驅(qū)動(dòng)器上以確保每個(gè)獨(dú)立單元均勻磨損。這一流程稱(chēng)為損耗平衡。隨著新數(shù)據(jù)的寫(xiě)入，各單元塊會(huì)被重新標(biāo)記回收。隨著一塊SSD達(dá)到較高的利用率或?qū)懖僮?，該回收過(guò)程可能會(huì)因?yàn)闊o(wú)效數(shù)據(jù)區(qū)域的覆蓋操作延緩響應(yīng)時(shí)間。很顯然，這種情形是低延遲環(huán)境中所不可取的。 

2、全閃存陣列不支持企業(yè)功能

全閃存陣列不能支持企業(yè)級(jí)功能，比如重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、復(fù)制、快照、自動(dòng)精簡(jiǎn)配置等等。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一些廠(chǎng)商建議在全閃存陣列上層添加一層軟件解決方案，來(lái)提供企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)服務(wù)、讀寫(xiě)效率和數(shù)據(jù)保護(hù)。

為此，有一些廠(chǎng)商對(duì)傳統(tǒng)的控制器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使得其能提供企業(yè)級(jí)功能，以處理閃存技術(shù)的特殊行為和性能，并稱(chēng)其為全閃存陣列選項(xiàng)。

隨著全閃存陣列控制器的不斷發(fā)展與日趨成熟，你將會(huì)看到它們能夠支持企業(yè)級(jí)功能。這也是全閃存陣列支持企業(yè)級(jí)功能最有效的方法。

四、全閃存陣列應(yīng)用場(chǎng)景

全閃存陣列可為中端市場(chǎng)乃至大型企業(yè)提供現(xiàn)代化的統(tǒng)一存儲(chǔ)。它旨在實(shí)現(xiàn)高性能和NVMe就緒，以高速訪(fǎng)問(wèn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，而且能夠在不影響性能的情況下同時(shí)運(yùn)行混合應(yīng)用程序工作負(fù)載、處理線(xiàn)內(nèi)數(shù)據(jù)縮減和提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

全面適用于要求低延時(shí)、多并發(fā)、高IOPS的中大型數(shù)據(jù)庫(kù)、高性能計(jì)算、OA系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析、虛擬化數(shù)據(jù)中心等各類(lèi)大規(guī)模隨機(jī)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用，并廣泛應(yīng)用于金融、電力、政府、制造、能源、醫(yī)療、交通物流、批發(fā)零售、教育科研等行業(yè)。

如果說(shuō)高性能與高可靠是全閃存陣列的必備特性，那么重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、便捷的管理以及靈活部署則是全閃存陣列的升級(jí)版亮點(diǎn)。

五、全閃存陣列(All Flash Array）的十家供應(yīng)商。

(1)Kaminario K2

Kaminario公司的軟件定義存儲(chǔ)平臺(tái)旨在以云計(jì)算規(guī)模構(gòu)建高性能存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施。它可以根據(jù)應(yīng)用要求進(jìn)行擴(kuò)展或擴(kuò)展。它可以作為設(shè)備或軟件使用。功能包括優(yōu)化的RAID6，基于快照的復(fù)制和工作負(fù)載不可知。在1.5MIOP和59的可用性下，這是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

(2)Dell EMC PowerMax

DellEMCPowerMax具有端到端非易失性存儲(chǔ)器(NVMe)和機(jī)器學(xué)習(xí)引擎，可優(yōu)化性能。它提6個(gè)9的可用性，靜態(tài)數(shù)據(jù)加密、跨開(kāi)放系統(tǒng)和大型機(jī)存儲(chǔ)的可擴(kuò)展性，并提供數(shù)據(jù)保護(hù)，包括Symmetrix遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)工具(SRDF)。最多可提供4PB的有效容量。

(3)X-IO ISE 900

ISE900系列有兩種型號(hào)。ISE920G4可提供9.6TB至242TB的有效功能，而960G4則可在相同的9.6TB下啟動(dòng)，但可擴(kuò)展至725GB，支持60個(gè)SSD硬盤(pán)。X-IOISE900旨在支持企業(yè)應(yīng)用程序，包括虛擬桌面實(shí)施(VDI)、服務(wù)器虛擬化、在線(xiàn)事務(wù)處理(OLTP)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、商業(yè)智能和大數(shù)據(jù)。功能包括重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，RAID和性能指標(biāo)，以及可自定義的基于窗口小部件的布局。

(4)HPE 3PAR StoreServe

HPE 3PAR StoreServ旨在滿(mǎn)足大規(guī)模整合云計(jì)算服務(wù)提供商的極端要求。它可以處理不可預(yù)測(cè)的工作負(fù)載，保證99.9999%的數(shù)據(jù)可用性。存儲(chǔ)架構(gòu)中包括自動(dòng)配置、多租戶(hù)設(shè)計(jì)、硬件加速重復(fù)數(shù)據(jù)刪除和壓縮以及低于1ms的延遲。

(5)NetApp AFAA800

AFFA800陣列通過(guò)NVMeSSD和NVMe/FC連接的組合提供低于200微秒的延遲和300GB/s的吞吐量。它還包括許多用于人工智能工作流程的云集成選擇。主要功能包括具有15.3TBNVMeSSD的4U機(jī)箱中的100GbE連接和2.5PB有效容量。

(6)富士通EternusAF

富士通Storage Eternus AF提供閃存性能以及與現(xiàn)有磁盤(pán)存儲(chǔ)環(huán)境的管理集成。鏡像和透明故障轉(zhuǎn)移可確保不間斷運(yùn)行，并且自動(dòng)化服務(wù)質(zhì)量可***限度地減少管理。它的兩個(gè)模型包括重復(fù)數(shù)據(jù)刪除和壓縮選項(xiàng)，自動(dòng)化服務(wù)質(zhì)量管理和透明故障轉(zhuǎn)移。這個(gè)單位的1毫秒延遲特別令人印象深刻。

(7)Tintri EC6000

Tintri EC6000全閃存系列可在兩個(gè)機(jī)架單元中為多達(dá)7,500個(gè)虛擬化應(yīng)用提供全閃存性能。它提供從19TB到645TB有效閃存容量的選項(xiàng)。FlexDrive的靈活擴(kuò)展使每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的容量擴(kuò)展成為可能。主要功能包括自主操作，實(shí)時(shí)分析和每應(yīng)用程序數(shù)據(jù)管理。

(8)Tegile Intelli Flash

Intelli FlashN系列閃存陣列是一種統(tǒng)一的NVMe存儲(chǔ)系統(tǒng)，可加速應(yīng)用程序。通過(guò)將非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器和NVMe互連組件集成到其Intelli Flash存儲(chǔ)系統(tǒng)中，它以接近內(nèi)存的速度提供企業(yè)存儲(chǔ)。Intelli Flash N系列是一款雙控制器系統(tǒng)，具有24個(gè)NVMeSSD，占地2U。它提供微秒級(jí)I/O延遲，在2U占用空間內(nèi)擴(kuò)展至184TB，以及重復(fù)數(shù)據(jù)刪除和壓縮，精簡(jiǎn)配置、快照、克隆和遠(yuǎn)程復(fù)制。

(9)Pure Storage FlashBlade

FlashBlade是用于分解計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施的橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)。廣泛的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序利用此部署模型，從數(shù)據(jù)恢復(fù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)工作負(fù)載到Spark和人工智能。FlashBlade的主要功能包括多維性能，S3對(duì)象支持和大規(guī)模并行設(shè)計(jì)。

(10)日立Vantara

Hitachi Virtual Storage Platform(VSP)F系列是用于任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用程序的閃存驅(qū)動(dòng)的云平臺(tái)。VSPF系列的可擴(kuò)展性達(dá)到34PB原始閃存容量和480萬(wàn)隨機(jī)讀取IOPS，100%緩存未***。功能包括100%的數(shù)據(jù)可用性保證，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，壓縮以及對(duì)Docker，Kubernetes和RedHat OpenShift以及OpenStack的支持。

總結(jié)

閃存作為新一代存儲(chǔ)介質(zhì)，相比于機(jī)械磁盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)不必多說(shuō)。一個(gè)更加值得思考的問(wèn)題是，由于閃存并不像機(jī)械盤(pán)一樣需要高精尖的技術(shù)，其入門(mén)門(mén)檻較低，尤其是閃存控制器的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，目前可以說(shuō)是遍地開(kāi)花，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家自主產(chǎn)權(quán)的閃存控制器及外圍產(chǎn)品。如今閃存陣列已經(jīng)發(fā)展至第四代，以華為的OceanStorDoradoV3的全閃存陣列為代表。

最后全閃存存儲(chǔ)陣列不斷發(fā)展和成熟。在選擇全閃存陣列的時(shí)候，要仔細(xì)考慮存儲(chǔ)控制器是否現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，是否為閃存重新構(gòu)建，是否專(zhuān)門(mén)定制來(lái)處理閃存特有的行為和性能。