主機(jī)存儲市場的發(fā)展趨勢
觀點
主機(jī)存儲市場仍然是存儲領(lǐng)域的重要市場；
主機(jī)存儲雖然相對封閉，但是仍然生機(jī)勃勃；
國內(nèi)廠商沒有參與到主機(jī)存儲市場，但是國內(nèi)用戶的主機(jī)存儲使用水平處于領(lǐng)先的位置；
主機(jī)存儲市場機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。
引言
今天的存儲市場環(huán)境中，多數(shù)的從業(yè)者對市場上的知名品牌，像DELL/EMC，Netapp，HPE、華為等都非常熟悉，甚至個別來自國內(nèi)的跨行業(yè)廠商，例如海康威視也成為了業(yè)內(nèi)著名的供應(yīng)商。不過，本文所關(guān)注的是一個相對冷門而技術(shù)門檻較高的細(xì)分市場——主機(jī)存儲市場。事實上，這個市場承載了非常多用戶的關(guān)鍵業(yè)務(wù)，它的特點是需要極致低延時、海量吞吐能力、超高可用性，同時必須支持與主機(jī)集群技術(shù)集成的多地多中心的業(yè)務(wù)連續(xù)性解決方案。這個市場一個顯著的特點是他們的主機(jī)平臺都是System z大型主機(jī)，使用的連接協(xié)議多數(shù)是FICON協(xié)議。目前這個市場主要的廠商是IBM，DELL/EMC和Hitachi。盡管這個市場的份額在全球外部磁盤市場中的占比并不大，但是因為比較高的技術(shù)門檻和極致的使用需求，依然在面向大規(guī)模并發(fā)事務(wù)處理場景的高端存儲界有著標(biāo)桿意義。
主機(jī)存儲技術(shù)
近年來，相當(dāng)多的市場分析師認(rèn)為，隨著越來越多的應(yīng)用在轉(zhuǎn)向云計算，大型主機(jī)市場在變小，甚至最終會消亡。但是在當(dāng)今全球，仍然有71%的財富五百強(qiáng)公司，92%的世界頂級銀行，25家頂級航空公司中的23家，最頂級的10家保險公司仍然在使用大型主機(jī)（根據(jù)IDC 2019年數(shù)據(jù)）。放眼國內(nèi)，六大銀行中的五家，以及一些全國性的股份制商業(yè)銀行仍然在使用大型主機(jī)。由于歷史原因，作為高端存儲鼻祖的大型主機(jī)存儲市場的發(fā)展既相對封閉而又競爭激烈。截止到目前，主要有IBM，DELL/EMC與Hitachi具備該市場領(lǐng)域的持續(xù)性研發(fā)能力。而在另一些主要的開放平臺市場領(lǐng)導(dǎo)者的網(wǎng)頁，比如Netapp、HPE，以及國內(nèi)一些后起之秀的存儲供應(yīng)商，比如華為等等，并沒有信息表明他們在研發(fā)支持FICON協(xié)議的存儲，這也與IDC近年的結(jié)論相同。根據(jù)IDC 2019年的數(shù)據(jù)，全球主機(jī)存儲市場上，IBM擁有超過50%的份額，另外兩家共享其他的市場份額。
但是最早占據(jù)統(tǒng)治地位的主機(jī)存儲是EMC。1996年到2005年，EMC都占據(jù)了超過50%的主機(jī)市場的份額。直到2004年，IBM的DS8000系列誕生。得益于主機(jī)用戶發(fā)現(xiàn)存儲越來越重要，IBM開始基于DS8000的平臺與主機(jī)技術(shù)聯(lián)動，深入研發(fā)主機(jī)上使用的存儲技術(shù)，這些存儲技術(shù)，也幫助主機(jī)的用戶確保了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的連續(xù)性。這些技術(shù)也逐步被介紹到開放平臺——有些是隨著開放平臺越來越重要，有些是隨著“下主機(jī)”的浪潮而來。
這些讓IBM開始占據(jù)主導(dǎo)地位的技術(shù)包括：
- 緩存專利算法。IBM在DS8000系列的緩存算法中結(jié)合了自身主機(jī)平臺DB2數(shù)據(jù)的特性，保證主機(jī)數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)的緩存命中率非常高。在一些銀行業(yè)務(wù)中，緩存命中率甚至高達(dá)95%以上。
- zHyperlink協(xié)議。IBM在主機(jī)平臺宣布的zHyperlink協(xié)議連接技術(shù)，能夠10倍降低當(dāng)前的DB2或者VSAM聯(lián)機(jī)應(yīng)用的IO延遲時間。
- 主機(jī)高性能FICON技術(shù)（High performance FICON for z Systems，即zHPF）。zHPF的應(yīng)用，讓采用DS8000的主機(jī)用戶的DB2應(yīng)用改善了響應(yīng)時間并提升了吞吐能力。與zHyperlink技術(shù)不同的是，zHPF采用的是傳統(tǒng)FICON通道，傳輸距離的限制比zHyperlink小多了。
- 多目標(biāo)復(fù)制功能與零數(shù)據(jù)丟失雙活。在宣布了多目標(biāo)復(fù)制功能后，IBM才真正在GDPS軟件中加入了對更高級別的支持零數(shù)據(jù)丟失的雙活解決方案的支持。
- Power控制器。隨著IBM Power控制器性能的提升，DS8000系列在堅守傳統(tǒng)3層架構(gòu)，雙控制器的前提下，能夠提供業(yè)界低延時標(biāo)桿意義的超高性能，并實現(xiàn)了閃存時代的高帶寬要求。
- 三中心/四中心/多中心。DS8000的多中心復(fù)制技術(shù)與GDPS結(jié)合，在國內(nèi)實現(xiàn)過全球首例同城零數(shù)據(jù)丟失的雙活中心結(jié)合異地容災(zāi)中心的解決方案。甚至有的客戶近期實踐了1200公里的零數(shù)據(jù)丟失雙活解決方案，這都彰顯了DS8000的強(qiáng)大生命力。
主機(jī)存儲上的另外兩家供應(yīng)商同樣在發(fā)展著新技術(shù)——盡管比占據(jù)主導(dǎo)地位的廠商在時間上要晚一些。DELL/EMC的最新高端閃存，PowerMAX 8000系列，一款基于Intel芯片的高端陣列，采用了最新的閃存介質(zhì)技術(shù)，包括Intel的Optane，以及NVMe技術(shù)。Power MAX 8000原生支持FICON協(xié)議，可以連接到大型機(jī)，借助于大型主機(jī)對高性能和低延遲的要求，這些新技術(shù)可以在主機(jī)存儲領(lǐng)域獲得驗證。Hitachi最新的VSP 5000系列同樣原生支持大型主機(jī)和FICON協(xié)議。而IBM大型主機(jī)也展現(xiàn)了與DELL/EMC和Hitachi的良好互動，IBM的GDPS Metro容災(zāi)解決方案首次認(rèn)證了DELL/EMC和Hitachi的高端產(chǎn)品，盡管相比IBM DS8950支持的兩地三中心甚至四中心方案，GDPS只認(rèn)證了另兩家的同城數(shù)據(jù)中心的高可用解決方案，但是這仍可以看作是大型主機(jī)為維持自己的生態(tài)圈而做出的努力。
中國市場
中國市場上使用大型主機(jī)的主要客戶集中在銀行業(yè)。目前，大約有十余家左右的銀行在使用主機(jī)，之前，這個數(shù)據(jù)可能更多，隨著云計算和x86服務(wù)器性能的提升，有一些銀行選擇了更換核心系統(tǒng)。但是大型銀行選擇主機(jī)作為大規(guī)模關(guān)鍵業(yè)務(wù)聯(lián)機(jī)處理的運行環(huán)境仍然是可用性與性能角度的首選。與全球市場差不多，這十余家銀行大部分采用了IBM的主機(jī)存儲用于核心生產(chǎn)系統(tǒng)，僅有2家銀行分別采用了DELL/EMC和Hitachi。
中國市場上的用戶的主機(jī)和存儲的使用水平在全球處于領(lǐng)先地位。主機(jī)平臺全球第一例同城零數(shù)據(jù)丟失的雙活中心結(jié)合異地容災(zāi)的兩地三中心解決方案與首例1200公里零數(shù)據(jù)丟失的雙活解決方案都在中國。在2020年，這家在1200公里部署雙活數(shù)據(jù)中心的大型銀行投產(chǎn)了IBM最新的DS8950F，這些案例在全球都是領(lǐng)先的水平。這也造成了這些大型客戶在去主機(jī)平臺時更加傾向于謹(jǐn)慎，因為從x86或者其他芯片平臺上的技術(shù)積累在較短時期內(nèi)很難獲得類似水平的成熟的高可用技術(shù)服務(wù)水平。
但是用戶得益于主機(jī)平臺培養(yǎng)的技術(shù)能力，在過去的十?dāng)?shù)年間，也在嘗試在開放平臺應(yīng)用這些技術(shù)。最主要的嘗試應(yīng)該是在開放平臺同樣建設(shè)的兩地兩中心或者三中心的高可用管理運維體系。這些運維和管理的技術(shù)和經(jīng)驗讓國內(nèi)大型銀行在開放平臺仍然具有領(lǐng)先其他行業(yè)的高可用服務(wù)管理水平。
機(jī)遇與挑戰(zhàn)
全球主機(jī)存儲市場毫無疑問仍然會在將來的一段時間內(nèi)繼續(xù)發(fā)展。但是仍然面臨非常大的挑戰(zhàn)：
- 只有三家主要供應(yīng)商在這個領(lǐng)域，并且其中IBM占據(jù)了超過50%的份額。這不是一個好信號。想象若干年前小型機(jī)的市場吧，IBM Power占據(jù)了50%的份額后，HP退出了這個市場，隨后Oracle也宣布退出，最終小型機(jī)市場出現(xiàn)了斷崖式的下滑。有時候獨孤求敗并非好事。
- 主機(jī)平臺仍然相對封閉，相對缺乏活力。盡管IBM在國內(nèi)外的大學(xué)合作部曾經(jīng)培養(yǎng)過非常多的主機(jī)人才，但這項工作近年來似乎已經(jīng)停滯。IBM的主機(jī)銷售模式仍然是直銷為主，也限制了參與其中的生態(tài)圈的發(fā)展，而在開源、云計算日益火爆后，所面臨的后續(xù)主機(jī)人才斷層問題是需要警惕的。
- 依賴于主機(jī)平臺的業(yè)務(wù)發(fā)展。在近年來云計算對主機(jī)平臺沖擊浪潮中，部分主機(jī)用戶選擇把一些業(yè)務(wù)下移，一定程度上給主機(jī)存儲市場也帶來負(fù)增長。
但是全球來看，在關(guān)鍵業(yè)務(wù)和下一代工作負(fù)載領(lǐng)域，主機(jī)平臺仍然有非常強(qiáng)的生命力。云計算和x86的計算平臺，仍然無法在關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域的可靠性方面與主機(jī)匹敵。主機(jī)和主機(jī)存儲組成的生產(chǎn)環(huán)境最高可以帶來9個9的高可用性，讓很多用戶選擇把關(guān)鍵業(yè)務(wù)留在主機(jī)平臺。所以對主機(jī)存儲平臺來說，最大的挑戰(zhàn)是如何在云計算浪潮和下一代工作負(fù)載到來之前，研發(fā)更多有生命力的新技術(shù)，以鞏固主機(jī)平臺的技術(shù)基礎(chǔ)。IBM在這個領(lǐng)域做出了一系列的探索，在收購了red hat之后，IBM正把越來越多的云計算負(fù)載嘗試部署在主機(jī)和LinuxOne服務(wù)器上，并配套了大量軟件定義解決方案。在目前主機(jī)存儲的市場現(xiàn)狀上，如何利用好當(dāng)前存量的主機(jī)客戶，讓他們把新興負(fù)載和下一代計算負(fù)載保留在主機(jī)平臺，是IBM等供應(yīng)商未來成敗的關(guān)鍵所在。
結(jié)論
隨著三家廠商特別是IBM在主機(jī)存儲領(lǐng)域的持續(xù)研發(fā)投入，主機(jī)工作負(fù)載在性能、高可用性、數(shù)據(jù)安全甚至是與云計算技術(shù)的集成方面獲得了極大的提升。主機(jī)的用戶將在這些提升中獲益。在可以預(yù)期的將來，主機(jī)存儲的市場還將是全球存儲市場中重要的一塊，也將會繼續(xù)引領(lǐng)高端存儲技術(shù)的發(fā)展。
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