【IT168 技术】

　　存储器体系架构那点事

　　前面说过，存储器其实也是计算机，那么我们来分析一下计算机行业的特点。计算机行业属于新兴行业，和古董收藏行业是完全相反的，一般来讲计算机产品和设备(或者说是IT产品)越新出来则价格越贵，卖得越好且越受欢迎(比如以前大家喜欢内置微型硬盘iPod，现在早流行闪存盘的iShuffle了;以前看到个10Mb HUB就很稀奇，现在动辄千兆网甚至都到10Gb网络了)，一个IT新产品上市过个三个月活着半年后就变得人老珠黄，再长点时间就更不值钱了，相反古董收藏行业的藏品确实越老越值钱，就像老中医一样人见人爱。

　　那么影响计算机行业如此快速发展，频繁更新换代的最重要的部件是什么呢?应该说CPU是个非常重要的因素，谈到CPU，我们不得不谈到业界一个非常有名的定理，摩尔定理。什么是摩尔定理呢，摩尔定律是由英特尔(Intel)名誉董事长戈登•摩尔(Gordon Moore)经过长期观察发现的，摩尔在1965年文章中指出，IC上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，原因是工程师可以不断缩小晶体管的体积。这就意味着，半导体的性能与容量将以指数级增长，并且这种增长趋势将继续延续下去。(1975年，摩尔又修正了摩尔定律，他认为，每隔24个月，晶体管的数量将翻番)。

　　摩尔定理的验证和实现使得CPU速度变得越来越快，这样使得计算机产品变得越来越普及，处理能力也越来越强大，人类也越来越依赖于计算机完成以前想都不敢想象的计算工作。这样的一个相互促进就使得计算机的设计从以前的单CPU发展到多核多线程CPU，再发多个物理CPU协同计算(因为单个CPU再怎么快也撑不住了)以此来提高计算机的整体处理能力，因此计算机系统的体系架构就成了一门大学问。

　　计算机体系架构中一个很重要的部分就是如何让多个CPU一起并肩战斗，而且性能能够成倍提高，这是一个很深的学问。要直到能够设计制造出单个高性能的CPU是一回事，要能够把多个CPU组织在一起高效率地提高成倍的性能是另一回事。这需要非常精妙的系统体系结构设计。(就像打篮球一样，以前奥尼尔、科比再加上一群全明星级别的球员在洛杉矶队打球很漂亮，全员身体素质也是超级好，可就是得不到总冠军，直到传奇教练菲尔杰克逊来了才得到了三连冠。可以说菲尔杰克逊教练的三角战术思想就是能够把湖人队多个全明星级别球员真正带成总冠军球队的非常好的“体系结构”，后来奥尼尔负气离开了洛杉矶，科比再厉害还是好几年得不到冠军，直到最近挖来了加索尔才终于又尝到了冠军梦)。

　　战术的设计说到底要考虑到两点，一是本身球队球员的能力，二来是要考虑到赛场对手的实际情况。那么我们来看看对于存储这场战役来讲需要考虑的因素。中国有句名言，钱不是功能较多的，但是没有钱是万万不能的，结合到存储行业来讲我们可以说，有了独立的存储器工业后，可以发现主机不是功能较多的(现在的主机主要负责信息的快速处理，而数据存储和数据保护等工作渐渐被转移到存储器上去了)，但是没有主机还是万万不能的。归根到底存储器的功能还是储存和保护被主机处理过的信息，其主要的设计思想应该是着重于在接受到主机的信息后做到以下几点：高性能的IO响应能力、高可靠性、可管理性和其他数据保护功能(如容灾、克隆、快照等)。那么根据这个思路，结合计算机体系架构的发展思路，整个存储器的体系架构划分和技术演进历程就相对清晰了许多。

　　参考前文2.3中的图片，我们将整个存储器的体系架构分成5类，具体如下：

　　1. 入门级：基于阵列控制卡技术的存储器：满足基本的数据保护要求;

　　2. 中端产品：基于模块化集群技术的存储器，进一步满足高可靠性、可管理性的需求

　　3. 高端产品路线一：统一大缓存多处理器存储scale-up架构

　　4. 高端产品路线二：分布式缓存scale-out多处理器存储架构

　　5. 其他混合型架构

　　下文将根据这五条思路详细讲解。