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对存储行业而言 3D NAND技术意味着什么?

  【IT168 编译】今年的闪存峰会上,好几家SSD制造商都发布了基于3D NAND技术的新产品。3D NAND技术可以帮助闪存制造商制造出更大容量的SSD,在新发布的这些产品中,个别SSD容量最高可达128TB。这将对本地IT产生变革化的影响。

  许多分析师会想要讨论的是,高容量闪存将如何为传统硬盘制造商招致厄运。虽然从长远来看,这很可能是事实,但笔者认为还有一些方法可以解决这个问题。制约SSD完全取代硬盘的关键因素有两个:SSD产量及价格。

  128TB固态硬盘的出现可能意味着硬盘制造商会努力为大众消费生产12TB硬盘,但这个预测结果在下一次刷新周期之前不会实现,甚至在之后的一个更新周期中也不会实现。

  尽管3D NAND闪存看起来能够解决大部分存储方面的问题,但它也有一些非常严重的问题。3D NAND是解决传统平面SSD物理极限问题的一个解决方案。在20nm和5nm之间,我们不可能始终如一地制造出像样的SSDs,因此就会在容量和价格方面碰壁。

  3D NAND试图通过将一层一层的硅层叠放在另一层上解决这个问题,利用巧妙的工程设计避免了物理极限。不幸的是,3D NAND充其量只是一个权宜之计,它会在适当的时间内达到工程的实际极限。就像其他所有类型的半导体一样,我们将会在我们所造的东西能有多小上遇到撞墙期。摩尔定律已经被打破了。

  那么,既然3D SSD不会解决数据中心所有的存储问题,它们又为什么会具有变革性呢?答案是,关键并不在高端应用,而在于大众市场。

3D NAND技术对存储行业意味着什么?

  HCI实用性

  在IT世界中,一个重要的概念是简单。这个特别讲座的简短版本是这样的:公共云已经向企业展示了它可以在不花钱的情况下为基础设施提供服务。你的基础设施越复杂,你花在上面的时间就越多。通过采用更简单的基础设施,IT团队可以专注于创收活动,而不是花费大量精力保证设备正常运行。因此,IT团队会乐于接受更简单的基础架构。

  其中一个更简单的基础设施是超聚合基础设施(HCI)。HCI消除了专用存储区域网络(SAN)和专用存储硬件的需要。因此,它也消除了专用存储管理员的需要。先进的软件算法和自动化处理存储方程。

  使用HCI,服务器被安装了存储。多个服务器集群在一起,它们的内部存储与集群的其他部分共享。一个虚拟化或容器化的工作负载存储在它正在执行的节点上,以及集群中至少一个其他节点上。通过向集群添加更多节点来添加额外的容量。

  到目前为止,HCI的问题是,存储组织消耗的数量和使用的计算量之间存在严重的不平衡。对该领域的系统管理员来说,很多人对HCI的反感是组织想要使用HCI和厂商想要销售的东西之间的脱节。

  有些是由HCI供应商提供的;他们中的大多数都希望针对每个节点运行少量的工作负载的企业和中型组织,并且在很大程度上运行每个集群的相同的工作负载。供应商希望向一个组织销售昂贵的全闪存 HCI解决方案,该组织将在集群上运行几十个SQL实例,或者几百个VDI实例。他们强调的是,他们不希望从事销售集群的业务,在这种情况下,组织试图将所有的工作负载都塞到一个集群中。

  另一方面,购买HCI的组织想要做到这一点。对他们来说,HCI路线的全部意义就是购买“即发即弃”的基础设施,这些基础设施很简单,而且他们不必考虑在哪里运行。

  请记住,系统管理员正在与公共云的易用性进行竞争,同时试图证明他们的工作是合理的。回到管理层,并说“我们需要为每一种工作负载提供专用的硬件”,这意味着在公共云解决方案上的成本优势已经开始迅速消失。

  这就是3D NAND的用武之地。

  NAS的死亡

  3D NAND闪存是“深入且便宜”的闪存。它没有很高的书写寿命,但是你可以在上面放很多位元。它的速度也比传统的硬盘快得多。在实践中,这意味着供应商可以用足够的原始能力构建HCI解决方案,从而使公司的文件服务器虚拟化。

  在文件服务器上发现的非结构化数据具有非常特定的使用模式。它通常只写一次,更新了几次,之后就再也没看了。整个行业已经发展起来,想办法识别“冷”数据,然后将其发送到公共云存储、磁带存储或其他形式的“廉价”存储。

  一层又一层的模糊处理已经被构建到软件中,使其看起来像是归档的数据没有移动,并且总是可用的。处理非结构化数据可能会变得复杂、快速。但如果不是这样呢?

  回到英特尔试图通过引入Itanium来重塑现代CPU的时代。这个全新的芯片将比旧的32位x86芯片更快、更强、更智能、更好。不幸的是,这需要每个人重写他们的软件才能使用它。Itanium的采用是缓慢的,而且在短时间内,AMD认为解决32位问题的正确解决方案仅仅是制造一个64位版本的x86指令集。AMD的方法是向后兼容的,并且不需要任何重大的改动。这一结果对AMD来说是一个重大胜利,英特尔放弃了其梦寐以求的Itanium垄断地位,从而拥抱了新的x86-64芯片。

  15年过去了,旧的32位软件仍然没有完全消失。我们现在基本上是64位的,但是由于运行32位代码并没有伤害任何人,所以过渡阶段已经扩展到一个多十年的事务中。对于我们如何处理非结构化数据也是如此。

  如果HCI可以在不影响性能的情况下具有很强的存储能力,那么除了让SAN消失之外,它还会让NAS消失。绝大多数的组织将能够从3D NAND装备的HCI中满足他们所有的非端点计算需求。

  边缘情况仍然存在,需要大型对象存储解决方案,但在大多数情况下,我们能够将将所有数据——结构化和非结构化的——放入通用的HCI集群中。没有专门的硬件。没有类似工作负载的集群。

  Dual-Proc的死亡

  所有这一切的受害者之一将是双处理器(2P)服务器。在很长一段时间内,2P服务器是行业标准,因为有两个CPU套接字来获得足够的内核来处理棘手的工作负载。在单个套接字(1P)的核心数已经足够高,以至于大多数人都会考虑单套接字服务器,因为英特尔通过限制单个CPU可以处理的RAM数量,人为地限制了1P市场。

  再次引入AMD。现在,它的CPU设计能够以原始的速度与英特尔竞争,它已经再次确认了英特尔有意开放的市场份额。传统上,Intel将其单插槽cpu限制为32GB RAM,而xeon-ds允许最多128GB RAM,但没有定期刷新。

  获得更多的RAM意味着使用为双套接字服务器设计的CPU,这大大提高了服务器的价格。当然,这一直是限制单插座芯片的RAM性能的一个想法:它的设计目的是让你购买更昂贵的芯片,最好是更多的芯片。AMD的新Epyc CPU支持每CPU 2TB的内存。现在,这些都是为双套接字服务器设计的CPU;不过,这一数字是英特尔直接竞争对手所能处理的768GB的两倍多。这一点很重要,不是因为可以附加在芯片上的RAM的绝对数量,而是因为“甜蜜点”的定价在哪里。

  AMD的Epyc CPU的单CPU主板是一个有16个DIMM插槽的CPU。16GB DIMM是目前的最佳价格,这意味着AMD支持单插槽服务器,256GB RAM。

  更重要的是,入门级的AMD基于Epyc的1P服务器可以有8个物理内核(16个线程)、256GB RAM、2x“深度和廉价”8TB的3D NAND SSD,以及1x性能1GB的SSD,具有良好的写生命。考虑到高可用性和冗余所需的资源,这些服务器的三个节点将为您提供一个可用的16个核心(32个线程)、512GB RAM、24TB的批量存储和2TB的性能存储。

  对于那些购买了1.5 TB的RAM和300 TB的磁盘存储的用户来说,这似乎不是什么大问题,但是对于小型企业来说,这是一笔巨大的计算和存储。这是一个非常简单的入门级产品。

  更重要的是,它是一个入门级的HCI集群,它的速度非常快,可以替换现有的SAN、NAS和计算服务器。您可以将整个传统计算的机架折叠成一个可以合理安装到1U多节点机架的东西。

  到明年这个时候,我们很有可能从HCI供应商那里买到一个这样的集群,价格是2万美元。

  转变

  这是3D NAND闪存将带给数据中心的转变。在x86 CPU空间的竞争再次出现的同时,我们将看到4TB和8TB容量的SSD成为主流。这将推动HCI在主流客户中的采用;不是因为性能的极端,容量的能力,而是因为普通的“甜蜜点”的定价是可能的。

  3D SSD将会改变一些事情,因为它们让我们的日常组织在没有任何重大变化的情况下继续做我们正在做的事情,即使我们的IT需要增长。不需要复杂的非结构化数据云归档系统。不需要获取或维护复杂的SAN或NAS存储层。我们可以在虚拟机中运行,从高需求的数据库到大部分空闲的Active Directory服务器,再到大的文件服务器。

  “超大规模”和“财富500强”可以吞噬所有的硬盘,并为谁能在超高容量的ssd中每年生产多少百分比而奋斗。中小型企业却不需要,他们将采用“甜蜜点”的驱动,并建立起响应、宽敞、廉价的集群。

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