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磁盘阵列趋势盘点:X86架构席卷存储?

  【IT168 专稿】行至2010年岁末,各种新闻事件充斥我们的眼球:韩朝对峙的炮声仿佛回荡在我们的耳边;上海胶州公寓大火的逝者也仍然被我们铭记;iPAD与iPhone4的发售引发了空前的抢购热潮;芙蓉JJ已经瘦到100斤并获得“互联网特殊贡献奖”,凤姐也去了美国……在这一系列互联网热点新闻事件的背景下,我们还将面对通货膨胀物价上涨的压力,和一个号称是“千年极寒”的严冬……

  一年的时间在我们的社会生活中仅仅只能算沧海一粟,但对技术创新极其活跃的存储产业来说,却足以给未来带来影响深远的改变……为便于广大网友了解存储领域技术创新的路线图以及未来趋势,IT168推出了“年终盘点及新年展望”的系列报道,通过回顾存储领域一年中的重点产品与事件,总结今年的热点技术以及产品,勾勒出存储技术进化的基本脉络,进而描绘产品创新的未来趋势。

  本文将盘点2010磁盘阵列产品领域所显示的一些技术趋势,通过磁盘阵列领域技术趋势的回顾与总结,了解2010年磁盘阵列产品的发展方向,帮助用户采购符合趋势的产品。

  X86架构席卷存储

  和服务器领域X86服务器产品标准化的现状有所不同,存储领域一项是一个较为封闭的领域,各厂商的存储系统往往采用了各自的封闭式系统设计,而缺乏统一的标准和开放式架构。由此造成的问题则是:用户在构架和管理存储资源以及解决问题的时候,会面临更高的复杂性;业内厂商也因为要适应不同厂商各自的规范,无法将已有技术成果最大化复用到系统产品中。

  不过这种情况似乎已经在悄无声息的发生改变,细数今年存储厂商发布的新品,绝大部分都已经转移到了Intel架构平台下,包括HDS的高端存储新品VSP(Virtual Storage Platform)、IBM不久前推出的中端存储系统Storwize V7000、NetApp刚刚发布的中高端系列新品FAS/V6200以及FAS/V3200等等……

X86架构席卷存储
Intel在存储处理器领域已经占据70-80%的市场份额

  以上列举的也仅是基于Intel平台的较有代表性的几款新品,实际上,根据Intel透露的数据, Intel已经占到70-80%的市场份额,也就是说,目前,存储市场上的绝大部分磁盘阵列产品都采用了Intel的处理器核心。推动服务器领域标准化进程和产品新旧更迭的幕后大手,已经在不知不觉中把握了绝大部分存储市场,并将推动存储领域标准化和开放化的进程。

  英特尔发布的针对存储应用而优化的处理器平台,是把存储和服务器在同一个平台上进行融合,从而提供很好的可扩展的架构,同时能够很好的配合网络架构。也就是说,Intel存储处理器将采用标准化和开放化的设计,存储厂商可以更容易的获取,开发硬件的门槛会降得更低。对目前极为热门的云存储以及企业云来说,也可以很容易的利用横向可扩展的平台或解决方案来解决。

  Intel存储处理器路线图

  Intel存储处理器产品目前包括2个系列,第一代Intel 5100芯片,以及Intel于今年4月份发布的代号为Jasper Forest的第二代处理器至强C5500/3500,此外,明年Intel还将发布第三代存储处理器平台Romley。有关第二代处理器Jasper Forest和第三代Romley IT168网站都曾有较为详尽的报道,可参考:X86来袭,封闭式存储如何应对标准化?与英特尔Romley蓄势待发 X86架构席卷存储。

Intel存储处理器路线图
三代Intel存储处理器产品线

  代号为Jasper Forest的第二代处理器至强C5500/3500于今年4月份发布,相比第一代至强5100,其主要特点是在处理器内部集成RAID5/6 RAID运算功能,并将PCI-E控制器也集成到处理器内部。

  Intel认为,在CPU运算性能成倍提升的情况下,PCI-E总线直接与CPU通信,带宽和性能都将有巨大的提升。该款产品IT168存储频道曾于今年4月份IDF大会期间进行报道,详情请参考:X86来袭,封闭式存储如何对抗标准化。

  Intel第三代处理器平台代号为Romley,大约在明年年中发布。与第二代处理器Jasper Forest相比,Romley基于Intel全新的处理器架构Sandy Bridge,并将在“Patsburg”平台控制器中枢(PCH)中提供6Gb/s SAS交换功能。

  据称,Romley平台上还将集成10Gb以太网交换芯片,实现板载10Gb以太网,预计将大大推动10Gb以太网的应用普及。回顾以太网的普及历程我们会发现,1Gb以太网的普及同样以Intel推出板载1Gb以太网为转折点。服务器主板上实现板载的以太网交换功能之后,将不再需要额外的专有芯片或网卡来实现以太网交换,将大大降低用户应用10Gb以太网的成本和门槛,能真正激发用户对10Gb以太网的应用需求。届时,10Gb以太网的每端口成本也将大幅降低。

  SSD与自动分层存储相得益彰

  随着固态盘(SSD)技术不断进步,价格持续走低,SSD越来越多进入到企业级存储应用环境。与传统磁盘相比,固态硬盘(SSD)没有机械旋转部件,因而寻道时间更快,IOPS达到2500以上,延迟小于1ms,在性能上具有绝对优势。同时SSD消除了传统磁盘的机械磁头,因此更加绿色节能。

  但与此同时,SSD硬盘的市场售价在传统FC磁盘的10倍左右,如此高昂的价格也让很多向往SSD极致性能的用户对此望而却步,而购买SSD的用户也多半和FC磁盘以及SATA磁盘一起混合使用,SSD、FC和SATA并存是普遍存在的情况。如何能够更加经济有效的利用SSD硬盘,使用户在SSD方面的投资发挥最大作用,成为一些存储系统厂商着力研究的课题。

SSD与自动分层存储相得益彰
分层存储与SSD搭配应用,使SSD应用效能更高

  子卷级自动分层存储正是在这种背景下应运而生,如今,EMC、Commpellent、3PAR、Dell以及IBM等主流存储厂商都能够提供相应的解决方案。

  尽管分层存储概念说了好几年了,真正实现起来却不那么容易,早先的分层存储方案碰到的最大的麻烦就是如何实现数据分层?早先的自动分层存储无法感知一个数据卷中读写的热点,只能通过经验丰富的系统管理员,通过应用程序的性能表现判断这个卷的数据访问压力是大还是小,迁移的时候也只能一整个卷一起迁移,而且只能手动操作。这种非自动化、不够精细的分层存储方案在实际使用过程中带来一些弊端:

  首选,一个卷中的数据往往有过热的地方,也有访问频次很低,较“冷”的数据,当某个卷的数据看起来访问性能不够高的时候,一下子迁移一整个卷,显然用户没有足够的SSD盘来提高整个数据卷的性能。其次,以前的自动分层存储往往需要手动进行迁移,操作中存在人为操作失误的风险。

  更加精细的子卷级自动分层存储则能够把一个大的逻辑卷划分成为很多小的子卷(系统默认大小为1GB),并判断这些小的子卷,哪些访问频次过高,属于“热点子卷”,需要迁移到FC、SSD等性能更好的磁盘上去。哪些子卷的访问频次不那么高,可以保留在现有的磁盘上,或者迁移到性能一般的磁盘上去,例如SATA磁盘。而且这种迁移完全是自动化基于策略的,用户完全不需要任何手工干预。

  自动分层存储早已不是一项新技术,但随着SSD的应用日渐广泛,自动分层存储又重新焕发了新生。因为SSD的高昂价格,用户往往希望将SSD与传统磁盘混插使用。自动分层存储则能够自动将一些热点数据灵活迁移到性能较高的SSD硬盘上,而将一些访问频次不那么高的“冷”数据迁移到传统磁盘上,从而达到非常好的的应用性能比。

  此外,厂商往往还提供了与此相匹配的性能报表工具,可以自动计算当前数据的访问压力,数据总量有多少,其中热点数据有多少?这些热点数据中,哪些正在做迁移?迁移需要花多长时间?甚至迁移后,性能可以提高多少,也能有一个系统的预估值。这种性能报表工具与SSD以及自动分层存储配合使用,能提高SSD应用率,并且提高整体系统运行效率。

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