持久性存储正在改变企业的存储业务

日期: 2017-10-27 翻译:肖培庆 来源:TechTarget中国

在过去的几年里,企业数据中心开始拥抱闪存,将其作为现代基础架构的核心组件。到目前为止,已经有60%的企业组织已经开始使用闪存,很显然这种趋势势不可挡。

尽管那么多企业IT已经开始使用闪存,我们也只是刚刚接触千变万化的存储世界的表面而已。持续性存储这个新兴市场已经形成并且被宣传得那么天花乱坠,那么对于现在这个市场,元芳,你怎么看?

要了解市场,我们首先需要了解现有的市场是如何形成的。在过去的几十年里,CPU性能的增长几乎是线性的,而存储性能的增长几乎是持平的。NAND存储的出现帮助打破了这种不平衡,但是很不幸地,因为传统存储协议和软件的存在,CPU还是未能被充分利用。持续性内存希望在企业数据中心打破这个性能的障碍,但是在现在这个那么不成熟的市场,我们必须当心那些大肆的宣传和市场的迷惑性。

在我们了解持续性内存的现状之前,我们需要先了解一下这个技术。换句话说,我们需要知道它其实并不是一个产品或者是某个技术的实施方案。简单来说,持续性内存是一种持续性存储,但是它有更低的延迟而且可以被用来当内存使用。它能像内存一样性能很快,也能像存储一样是永久性的。很多新兴的科技都落在这个类别中,不过对于持续性内存来说,它还必须有以下这些特性:

从程序编程的角度上来说,它要可按字节寻址的。这意味着它能像内存一样拥有虚拟地址范围而不是像硬盘一样通过逻辑块来寻址。

使用load/store而不是read/write来访问数据,它应该表现为一个内存设备但是又是持续性的。

有极可预测的延迟

这个概念其实应该是足够简单的,但是当一个设备同时是持续性内存又同时是块存储的时候事情就变得很复杂。目前最常见的持续性内存的商业化产品是基于非易失性内存(NVDIMM)的,其中有3种不同的类型,他们分别拥有如下的特性:

NVDIMM-N是一种内存映射的动态随机访问内存 (DRAM),同时它还具有内嵌的闪存来作为永久性存储。你可以把它想象为被内嵌的闪存所支持的DRAM。当大部分人提到NVDIMM的时候,他们讲的是这种类型的设备。

NVDIMM-F是一种内存映射的闪存。它和固态硬盘有点相似,都是以块的形式进行读取的,但是它能通过内存通道来避免硬盘的延迟。

NVDIMM-P是内存映射的DRAM和闪存的一种结合,结合了两者的优势。

如果你觉得这些分类还不够复杂的话,那么我们还有非易失性内存NVMe,它和持久性内存又有巨大的差别。

将数据放在离CPU越近的地方将会带来访问数据的越高性能以及最大化CPU的使用率。像SAP HANA这种系统,或者高性能的计算和大数据应用程序对这方面的需求将越来越大。但问题是这些应用程序都是设计在以块存储来支持数据持续性的基础上的。要解决这个问题,我们可以重构应用程序或者在持续性内存和应用程序之间插入一个特定的文件系统。要真正地享受持续性内存带来的好处,这些软件必须要进行重新设计才可以。

现在让我们来看看市场上的领跑者Intel 3D XPoint吧。当因特尔和镁光刚开始推广他们的3D XPoint——现在改名为Optane了——的时候,它被吹捧为比NAND快1000倍,更加耐用,能达到DRAM的10倍密度。第一个市面上的Optane产品实际上是基于PCI的缓存设备,用来加速现有的硬盘,而并不是真正的持续性内存。这意味着厂家并没有做到他们宣传时候说的那样。但是,我们还是可以期望在将来英特尔会对其Optane DIMMs进行改变。因特尔的3D XPoint并不是市场上唯一的玩家,三星也有自己定制化的Z-NAND;惠普企业也有自己的非硅类似RAM的忆阻器技术。

要让任何持续性内存技术真正腾飞,还需要服务器厂家和操作系统制造者的强力支持才行。戴尔、惠普和超微这些公司都在计划或者已经支持持续性内存,我们可以推断这个技术的发展还是会停留在现有阶段。从内核版本4.2之后的Linux操作系统已经对持续性内存有很强的支持,同时Windows Server 2016也可以支持了。两者都有自己的持续性内存操作系统以及众多的函数库来支持程序的开发,以对持续性内存进行直接的访问。

就像很多新兴技术一样,其中的成本都是一个很大的因素。NVDIMM和NAND闪存的生产过程有一些重叠的地方,因此它可能会比Optane DiMMs要便宜一些。但是,要接纳任何其中一种技术,企业都需要为此花费每GB 1.50到2.00美金的价格。持续性内存目前还在初始阶段,因此最早也只能等到2019年才能看到接纳这个技术的大趋势。

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