模块化存储器自我提升之道:更快更多的处理芯片和更多的内存
前文谈过,存储器提升控制器性能成为各家厂商的头等大事,而且我们也说过存储器本质上也是一台计算机(如果你能找到早期的Clarion 3000、4000系列存储器,你可以发现机器背面都有VGA的接口),因此采用更快和更多的处理芯片成为一个很好的办法。为了节省成本,模块化存储器一般多采用通用处理器(如Intel或者AMD芯片),升级到更快的CPU处理器可以明显地提升,或者通过在每个控制器上面部署更多的CPU通过SMP架构来提升综合处理能力(不仅仅是做RAID保护,还要负责克隆、镜像、容灾等软件的运行);而采用更多的内存(在存储器里面称为缓存)可以更好的做到常用IO数据的加速和多个存储器软件的并行运行。因此存储器采用更快更多的通用处理器芯片和配置更多的内存是最常见的提升存储器性能的方法,从硬件层面说白了就是PC服务器的升级,代表产品是EMC的Clarion(或者称为CX系列)和Netapp的FAS系列。
EMC模块化存储器的Clarion系列系1999年收购DG公司得来,国内用户最先碰到的多半是其4500和4700系列(也有很少量的3000系列),但是真正让EMC在业内扬名立万的个人认为还是2002年发布的CX200/400/600系列产品(同年EMC和DELL结盟也发布了DELL/EMC联合品牌,进一步加强在PC服务器市场的CX存储器的认知程度和占有量)。

我们来回顾一下当年EMC CX系列发布的时候的一些资料,可以说当时EMC当时采用了一种全新的思路重新定义了模块化存储市场,这就好像买车有A级、B级、C级车一样把模块化存储器细分为3个档次:分别是30块磁盘、1GB缓存配置的CX200,60块磁盘、2GB缓存配置的CX400和240块磁盘、8GB缓存的CX600,越高档的CX采用更加高主频或者更多个CPU,比如CX400存储器每个控制器采用了2个800MHz的Intel CPU,而最高的CX600存储器每个控制器用到了2个2GHz的Intel CPU,让用户根据需求和预算对号入座。
EMC CX定义了一种全新的判断存储器性能档次的标准,用一种类似于PC服务器竞争比较的思路,即越高档的存储器也就是采用越快、越多的通用处理器和越多的内存、越多的磁盘后端接口和主机前端接口,为了进一步佐证这种理论,EMC为CX不同档次的产品提供了不错的IOPS指标(通常用于衡量OLTP交易能力)和MB/sec吞吐量指标(通常用于衡量顺序IO吞吐量)进一步展示其优点。
俗话说不怕不识货,就怕货比货,EMC又进一步列出了和各家竞争厂商的对比,见下图,通过所谓真金白银的点对点对比,可以说CX200、400、600当时在模块化存储器市场取得了极大的成功。

当然EMC在CX市场当时一炮打响和当时其主要竞争对手IBM/HP在模块化存储线面临到不少问题也是有关的。2002年HP正着手收购Compaq整合两家的模块化存储器产品EVA系列和VA系列,价格定位策略方面明显滞后。而IBM在01年曾经OEM过原Compaq公司的存储产品,在Compaq被IBM的最大对头HP收购后,开始转向到OEM LSI的FastT系列(即后来的DS4000系列),短期内市场认可度难以建立。可见天时、地利、人和三点对于任何一款成功的产品都是非常重要的。
到了2004-5年,EMC又再接再厉,接着推出了CX300/500/700系列,相对于上一代的CX200/400/600,升级后的CX系列进一步升级了其存储器控制器的CPU/内存和前后端接口数量,其各项指标又了更进一步的升级。

时间飞逝如电,转眼到了2008年,EMC再接再厉,推出了CX4系列,进一步把CX产品线细分成4个档次,我们来看看EMC官方对于CX4的亮点的介绍
1. UltraFlex 技术可提供双协议功能、用于在线扩展的可热插拔 IO 模块,以及支持未来技术的能力。
2. 与前几代产品相比,采用 64 位 FLARE 和 Intel 多核处理器的 CLARiiON CX4 体系结构在性能和规模方面都提高了一倍。
3. 通过 RecoverPoint/SE 集成实现了并行本地和远程 (CLR) 复制。
4. CLARiiON 是第一款支持将闪存驱动器用于第“0”层存储的中端产品,IOPS(每秒输入输出次数)可以提高 30 倍。
5. 驱动器降速、低功耗 SATA II 驱动器以及自适应冷却是 CLARiiON CX4 采用的 3 种提高能效的新技术。
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从这里我们可以看出来,EMC一如既往地坚持了其CX的设计思路:其控制器通用处理芯片从早期的Intel P4甚至升级到了Intel的64位的多核处理器,缓存从早期2GB升级到了32GB,可以非常轻松地支撑更多的IO操作,运行更多的数据保护程序;控制器提供更多的主机IO接口(同时支持内置的FC和iSCSI接口)和更多的后端磁盘接口,整体的吞吐能力也会大大增强;另外也支持最新的SDD磁盘,可以提供更快的IO响应能力。因此笔者认为EMC CX产品是这种设计思路的典型代表。
当然,业界另外一家赫赫有名的存储器公司Netapp在硬件体系架构设计方面也是走的同样的设计思路,从90年代的F740, F760 and F630,到后来的F840,F880C,再到现在流行的FAS3000系列和FAS6000系列,其机头控制器的配置也是和CPU发展的时间与时俱进的。唯一不一样的是Netapp FAS系列控制器历经了一次从采用Intel CPU转为采用AMD CPU的过程。这不禁让我想起业界一个好笑的故事,当时碰到Netapp的做跨国制造业的销售正愁眉苦脸,一问才知道原因:以前Intel在中国设有很多厂区,广泛部署Netapp的存储器,而在Netapp从Intel芯片改换成AMD以后,Intel厂区便慢慢改用了EMC的存储器了,这么大的客户丢了,自然生意难做了很多。当然AMD的厂区开始增大了对Netapp存储器的采购,可显然AMD的厂区规模要小于INTEL的厂区,其对于存储器的采购量也要远小于Intel。可见同样采用通用处理器提升性能的思路,各家厂商也是有细微的差别。
附:笔者列出这些说明并不是为了给哪家厂商做广告。每款设备都有各自的优缺点,而且除了硬件体系架构设计以外,各家存储软件的设计思路也有很大区别,广大用户在采购设备时请充分沟通,仔细斟酌各家的优缺点做出独立判断。