在线重删技术有望使企业部署全SSD阵列

根据Forrester研究机构的最新报告显示，很多公司希望可以跳过分层存储架构，直接转移到全固态硬盘架构。Forrester在报告中指出，虽然企业级固态硬盘比硬盘驱动器昂贵得多，但是重复数据删除可以减少容量要求，使闪存成为具有成本效益，且性能更好的替代产品。

“如果成本不是问题，你应该将所有数据都保存在基于闪存的固态硬盘媒介，”报告称，“固态硬盘不仅比磁盘驱动器快得多，而且它没有移动部件，能耗更低，并且消除了寻找时间和不稳定性能的问题，在这些方面，磁盘驱动器都不可能赶超固态硬盘。”

现在的固态硬盘被用于外部存储阵列中的顶层存储，与很多不同的硬盘驱动器组合使用，例如高容量SATA和低容量高性能的SAS和光纤通道驱动器。分层基础设施的想法是奖最常被访问的数据放在最高性能的驱动器上，而将不常使用的数据转移到高容量低成本的硬盘驱动器上。

但是现在分层阵列存储供应商都将闪存驱动器“硬塞进”他们的现有磁盘阵列中，这可能造成I/O瓶颈问题，这也意味着管理员必须知道哪些数据放在固态硬盘中，或者依赖于自动化数据分层软件，而这种软件还属于新鲜事物。

分层存储凸显数据管理困境

根据Forrester表示，固态硬盘的价格要比硬盘驱动器高十倍，其他研究机构调查结果显示这个价格差异更大。来自其他公司(例如iSuppli等) 的市场研究显示，现在固态硬盘的定价平均为每GB 17美元，预计明年会下降到12美元，到2015年，预计只要5美元。

上图显示NAND闪存价格预计不会低于硬盘驱动器的价格 (信息来源：Objective-Analysis)

虽然分层架构可以提供更好的性能和更高的磁盘利用率，但是根据Forrester的报告显示，分层也会带来数据管理难题。

例如，很多企业IT部门没有使用先进的存储性能分析工具，所以他们必须手动确定哪些数据需要最高性能，并通过分层架构进行手动移动。此外，“热点数据”或者说最常被访问的数据，会随着时间的推移而变化，这意味着IT人员将要时刻监控数据并进行相应的移动。

虽然市面上有自动化分层工具，例如戴尔Compellent公司的Fluid Data存储产品和EMC公司的全自动存储分层(FAST)软件，但是Forrester认为，对并不是为分卷数据移动设计的现有系统进行改造是“一个重大的挑战。”

“这些解决方案的效率和效益各不相同，并且不断的数据移动还会造成内在性能损耗，”报告显示，“另外，最近热门的数据并不意味着它在将来也是热门数据。”

在线处理重复数据删除使全SSD成为可能

现在正在兴起的新架构是全固态硬盘基础设施，这种架构的在线处理重复数据删除能够通过在冗余数据被存储前删除冗余数据，来减少后端容量要求。

这比磁盘盒固态硬盘的重复数据删除更加有效，因为与混合磁盘盒闪存系统相比，全固态硬盘解决方案中的性能盈余和所有数据的延迟一致性提供更快的在线处理重复数据删除和数据融合。

单层单元(SLC)企业级NAND闪存和多层单元(MLC)闪存在性能、寿命和价格方面存在很大差异。SLC NAND每个单元只能存储一个bit数据，而在MLC中则可以存储两个或者三个bit。这也就是说，SLC本身具有更高的性能，并且寿命是MLC的十倍。

目前，SLC SSD中的NAND闪存售价约为每GB 9美元，MLC闪存则为3美元。一种新的MLC，也就是所谓的企业MLC(eMLC)，可以提供比消费者级MLC高30倍的写入次数，不过价格也高出20%以上。

相比之下，光纤通道或者SAS驱动器成本约为每GB 50到60美分。

当然，还有Fusion-io、Texas Memory Systems、Micron和Virident Systems 公司生产的PCIe NAND闪存卡。闪存卡本身可以用于所有闪存阵列或者应用程序服务器中，虽然价格很高，但性能确实物有所值，这要归功于闪存存储到中央处理器的更高速的互连和近距离。

Forrester的报告的重点是三家供应商的全固态硬盘产品：Nimbus Data Systems、Pure Storage和SolidFire。

虽然其他供应商也提供全固态硬盘阵列，但是他们并没有在线处理重复数据删除，所以Forrester没有将它们放入研究中。

Forrester报告显示，Nimbus提供最广泛的协议支持，允许用户通过光纤通道、千兆以太网或者万兆以太网的iSCSI、CIFS、NFS或者直接通过InfiniBand连接到他们的控制器。

近日，易趣推出了100TB Nimbus SSD阵列来解决其NAS和SAN存储的瓶颈问题。Nimbus S级阵列减少了50%的机架空间需求，并减少了78%的电能消耗。更重要的是，这款SSD性能将新虚拟器联线的时间从45分钟减少到5分钟。

Nimbus架构是基于两个x86控制器，控制器每集群支持多达24个2U(3.5英寸高)服务器(装满eMLC闪存)，一个阵列可以容纳多达250TB。重复数据删除是可选的，Nimbus是根据每TB来收费，每可用TB收费1万美元。

Pure Storage也是一个双控制器系统，可扩展到22TB，虽然该供应商正在计划增加控制器和容量的数量。Pure Storage的产品被认为具有高可用性，因为它的两个控制器都是活动的。该系统的在线压缩和重复数据删除总是开启的。Pure Storage表示，5:1重复数据删除比，阵列售价为每GB 5美元，也就是说22TB阵列零售价为11万美元。然而，基于具有RAID的原始容量，该阵列零售价为每GB 25美元或者22TB阵列55.5万美元。

SolidFire计划计划在明年1月份推出其布满MLC闪存的存储产品，该产品预计将提供在线处理重复数据删除和压缩，以及自动精简配置功能。自 动精简配置允许系统根据需要向应用程序服务器提供容量。而不是传统的超量供应办法。该系统提供质量保证服务，它只使用iSCSI传输协议，以压低价格，该 产品预计可以扩展到1000TB，或者1PB。

Forrester在其报告中警告说，报告中提及的所有全固态硬盘阵列都是相对较新的产品，需要潜在用户对产品缺陷进行严格审查，例如缺乏数据快照或复制，以及应用程序兼容性问题。全固态硬盘存储基础设施在很大程度上取决于重复数据删除的有效性。

“虽然闪存价格下跌和使用较便宜版本能够带来一定成本效益，但是如果不能提供更好的重复数据删除，还是不可能接近磁盘的价格，”Forrester表示。

更好的重复数据删除要求足够的CPU能力在不影响性能的前提下来进行在线处理过程;有效的重复数据删除算法;有助于减少数据的数据本身(如电子邮件和其他文件)。

Reichman表示：“虽然重复数据删除让全固态硬盘解决方案的成本更接近磁盘成本，但这究竟是否是可行的替代产品仍然有待观察。”

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