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從2008年將SLC存儲介質(zhì)引入EMC DMX開始，向全閃存存儲過渡約有十年的時間。存儲供應商一直熱衷于采用全閃存系統(tǒng)作為傳統(tǒng)存儲的最終替代產(chǎn)品。但是，當新的存儲媒質(zhì)進入數(shù)據(jù)中心時，現(xiàn)在是重新審視混合存儲系統(tǒng)概念的時候了。

分層存儲

分層存儲或混合存儲的概念幾乎與人們擁有共享存儲平臺的時間一樣長。存儲供應商為此改善和調(diào)整存儲解決方案，以下將對演進的各個階段進行介紹。

歸根結(jié)底，分層存儲是一個成本/收益等式。快速存儲介質(zhì)的成本很高，而一次只有一小部分數(shù)據(jù)處于活動狀態(tài)。對于運行傳統(tǒng)應用程序(例如數(shù)據(jù)庫或LAMP堆棧)的企業(yè)，大多數(shù)數(shù)據(jù)將處于非活動狀態(tài)。當查看非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容時，這種情況甚至更加明顯，除了可能出于機器學習/人工智能目的處理數(shù)據(jù)。

全閃存

全閃存存儲的想法是一個很好的營銷故事。不得不擔心I/O響應時間不均勻的問題的日子已經(jīng)一去不復返了。所有數(shù)據(jù)都位于一個統(tǒng)一的層上，可以提供一致的性能。

當企業(yè)選擇在全閃存和基于SLC/MLC和硬盤的混合解決方案之間進行選擇時，HDD硬盤與SSD硬盤的I/O延遲之間的性能差距是如此之大，以至于混合平臺犧牲了性能，但降低了成本。將全閃存陣列分層沒有意義，因為從SLC升級到MLC的最初收益全部是通過節(jié)省邊際成本實現(xiàn)的。

傳統(tǒng)混合存儲解決方案

傳統(tǒng)混合存儲解決方案面臨許多挑戰(zhàn)：

• I/O一致性。以上已經(jīng)討論了這一點，但值得再次強調(diào)。與閃存相比，企業(yè)級15K硬盤可提供200個完全隨機的IOPS和250MB/s的連續(xù)吞吐量，而閃存具有數(shù)十萬個IOPS，并且在任何工作負載下的吞吐量可能為500～600MB/s。閃存的性能超過HDD硬盤，如果用戶的數(shù)據(jù)跨越這兩個層次，則情況更糟，因為將獲得無法預測的性能結(jié)果。
• 追溯平衡。幾乎所有分層或混合解決方案都使用歷史I/O配置文件信息重新平衡數(shù)據(jù)。這個過程意味著存儲系統(tǒng)總是在追趕應用程序，而從來沒有充分發(fā)揮基礎(chǔ)存儲介質(zhì)的優(yōu)勢。當僅僅為了重新平衡工作負載而將數(shù)據(jù)移入和移出層時，主機的I/O容量可能會丟失，而且無法充分利用存儲介質(zhì)功能。
• 比率管理。正確確定每個存儲層的百分比是一個大問題。大多數(shù)傳統(tǒng)存儲設(shè)備具有基于固定RAID大小的存儲層或存儲池。擴展池可能很昂貴，因為許多平臺不提供添加單個硬盤驅(qū)動器的能力。

新的存儲介質(zhì)

全閃存系統(tǒng)的最初應用浪潮是基于昂貴的SLC存儲。這很快演變?yōu)楸阋说腗LC，如今人們看到供應商在其產(chǎn)品中引入了TLC和QLC閃存。從SLC到QLC存儲介質(zhì)過渡的有趣之處在于單位成本的降低，但是也看到了持久性的降低和I/O延遲的增加。

持久性

持久性是NAND閃存的致命弱點。將數(shù)據(jù)寫入NAND介質(zhì)會使其耗盡，并且高容量QLC驅(qū)動器的耐用性比原始SLC產(chǎn)品低得多。幸運的是，人們已經(jīng)看到NAND和閃存驅(qū)動器供應商的驚人工作，它們使用錯誤校正和其他算法來擴展SSD硬盤的使用壽命。

市場上最新的存儲介質(zhì)當然是Intel Optane或3D-XPoint。與NAND閃存相比，Optane無需擔心持久性。該技術(shù)也可以將其置于存儲層次結(jié)構(gòu)的閃存和內(nèi)存之間。

如果人們相信這種傳言，那么PLC即使容量有所增加，其持久性也會很低。

固態(tài)混合存儲

人們很可能會看到的另一個選擇是使用任何可用存儲介質(zhì)類型的混合。隨著非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的增長，價格更低的硬盤仍將發(fā)揮重要作用。與公共云相比，本地對象存儲提供了更好的成本配置，因此繼續(xù)在本地存儲大量數(shù)據(jù)在財務上是可行的。當然，在許多情況下，閃存介質(zhì)的成本是不合理的，例如，用于測試/開發(fā)的數(shù)據(jù)復制或諸如媒體和娛樂之類的內(nèi)容處理。因此，可以預期硬盤將在未來幾年內(nèi)更多的應用。

架構(gòu)師的觀點

存儲系統(tǒng)的設(shè)計不可避免地面臨一些難題，但當沒有多層閃存產(chǎn)品可用時，全閃存是一個很好的解決方案。

集中存儲的優(yōu)點是可以通過在共享平臺中使用多種存儲介質(zhì)來優(yōu)化成本，而這在分布式解決方案中是無法實現(xiàn)的。但是，平臺架構(gòu)必須以有效的方式支持新的存儲介質(zhì)。從規(guī)模上來說，這提供了本地連接存儲無法比擬的設(shè)計，從而使共享陣列和混合陣列都在市場中得以應用。

未來存儲架構(gòu)仍然是混合的，因為始終要考慮存儲介質(zhì)的成本。而最終勝出的存儲解決方案是最有效利用成本的解決方案。