中存储网Chinastor报道,一部好莱坞原创科幻冒险电影《星际穿越》,让我们不得不恶补了一下相对论、量子力学、黑洞虫洞理论,让我们知道如何在N次空间内通过摩斯密码与人类进行沟通。与之相比,在全闪存的世界,要想把SLC、MLC、TLC等NAND,LDPC和PCIe闪存卡、SAS/SATA闪存盘,NVMe、SAA/SATA接口等概念搞清楚,这也不是一件轻松的事情。
不知不觉的闪存2.0时代
不知不觉之中,现在已经是闪存2.0的时代,这让很多人不得不恶补一下闪存1.0时代。
关于闪存,很多人的最直观感受来自闪存盘。现在的电脑,开机速度越来越快,机身愈来愈薄,重量愈来愈轻,其中很重要的改变来自闪存盘。人们没有更多的比较,从磁盘到闪存盘的过度很自然。但这是在消费端,在企业级应用端,闪存的应用就没有这样的轻松了。
在企业端,需要在PCIe闪存卡、全闪存阵列、混合阵列,以及NVMe、SAS/SATA端口上进行选择,其性能特点各不相同,需要用户根据实际情况进行选择。其中,PMC所倡导的闪存2.0就和这些技术有关。
PMC Princeton架构
其中,从各种形式的NAND闪存颗粒,到最终的闪存卡、SAS/SATA盘存储产品,这就像唐僧取经,不说九九八十一难,也还是有工作要做。PMC通过发布Princeton架构,为合作伙伴提供了软件定义的闪存控制器,合作伙伴不需要关注NAND管理和发现,也不需要关注加密、缓存和日志管理,不需要关注主机接口,而是以Princeton为基础,定制开发适合上层应用的闪存存储产品。以PCIe闪存控制卡为例,此前的闪存卡基于私有协议定制开发,所以也被称为闪存1.0时代。PMC软件定义闪存,通过NVMe等开放的协议和标准将闪存带入了2.0时代。
闪存控制卡参考固件设计
SATA还是PCIe这是一个问题
众所周知,磁盘拖了系统性能的后腿。闪存的出现让情况得到了彻底改观。但怎样使用闪存,是SAS/SATA盘的形式,还是PCIe闪存卡的方式,用户会面临一个选择的问题。
谈到闪存的应用,新浪网微博核心数据库架构设计师杨尚刚表示,SAS已经出局,目前新浪多数使用SATA SSD, 部分应用上会使用PCIe SSD。 他指出,SATA SSD好处在于应用不需要更多改变,但与此同时他也指出,大量使用SSD盘,RAID卡等有可能会成为性能瓶颈,此外,SSD寿命的监控和生命周期的管理还不够完善。而且,新浪微博通过使用PCIe SSD,其服务器数从10台降到3台,成本和服务都有非常大的提高。
与新浪相比,国内领先的PCIe闪存卡制造商Memblaze高级战略合作总监张泰乐的观点更加明确,他表示SAS/SATA未来必将出局,未来的标准将是NVMe,无论是闪存卡,还是闪存盘,未来都会采用标准的NVMe。“SAS是磁盘的标准,在闪存的时代一定会被抛弃。”他说。
张泰勒表示,基于PMC优秀的芯片设计能力,通过其SDF功能,Memblaze能将自己的管理算法结合到控制器中,以达到更好的性能以及更低的成本。日前,Memblaze宣布了PBlaze4芯产品,根据介绍该产品未来有两种产品形态,一个是卡形式,一个是盘的形态。其中,卡的形态适用于没有8639接口(支持NVMe协议)的服务器,容量最高达6.4TB,对于盘形态,面对8639能够热插拔的,最大的容量是4TB。
目前,对于闪存应用而言,价格无疑是一个主要的障碍。对此,PMC NVMe 存储产品线总经理Derek Dicker表示,闪存的成本目前以每年50%的速度下降,这将为用户扫除障碍,但与此与此同时,用户也需要从每GB成本评估,转为每IOPS的成本评估。他指出,对于成本的评估不仅从闪存的初始购买成本入手,还要从系统的角度进行衡量。闪存不仅能够带来服务器数量上的节省,在节能和功耗上,也能够带来更多的节省。
张泰勒对闪存的价格有一个形象的比喻。“这就像汽车和自行车,人们购买汽车,不是因为它的价格降低到自行车的水平,而是因为汽车能够带来更快的速度和交通体验。”他说。
小结
作为存储介质的一场革命,闪存技术不仅要颠覆传统以磁盘为核心的存储技术,而且也会对IT产业产生影响和冲击。以服务器为例,浪潮集团互联网行业部资深架构师李璀就指出,闪存将会给服务器设计带来新的挑战,在PCIe、SAS/SATA之间如何取舍争取最大的平衡,这都需要考虑的新话题。他表示,从供电到散热,都需要进行统筹考虑。
能够预计,随着闪存应用的不断深入,阵列这种形式是否依然会存在,即使如全闪存阵列,其概念也将发生新的变化。但有一点能够预计,对于目前方兴未艾的横向扩展的分布式存储应用而言,闪存将会给服务器带来更多的性能改善,这必会为软件定义存储推波助澜。所以说,一场深刻地改变才刚刚开始!