應用為閃存優(yōu)化

郭濤

以前，人們只知道用閃存替代硬盤，閃存要為應用而優(yōu)化。但是隨著閃存應用的深入，現(xiàn)在要反過來了，應用要為閃存而優(yōu)化。Fusion-io正致力于推動這一改變。

雖然存儲廠商紛紛推出各種各樣的閃存產品或系統(tǒng)，但大多數(shù)存儲廠商僅僅把閃存作為硬盤的替代者，比如用固態(tài)硬盤（SSD）來替換磁盤陣列中的硬盤，而不能真正做到為閃存而優(yōu)化。Fusion-io高級營銷副總裁Gary Orenstein表示，閃存不僅僅是硬盤的替代或補充，而是真正能在互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算、數(shù)據(jù)庫等應用中承擔起加速的重任。

為應用加速

回顧歷史，存儲系統(tǒng)的發(fā)展經歷了三個重要的發(fā)展階段：從通用存儲到為工作負載而優(yōu)化的存儲，再到今天的基于閃存感知加速的存儲。Gary Orenstein認為，2014年是閃存應用的元年。一個真正屬于閃存、以快制勝的時代已經到來。

在實際應用中，很多客戶所以選擇閃存的一個重要理由是，他們的磁盤陣列速度太慢了。人們普遍將閃存當成了硬盤的一個替代品。而作為一個專業(yè)的閃存廠商，F(xiàn)usion-io并不滿足于此，所以它更強調，通過其閃存產品使得數(shù)據(jù)庫、虛擬化和大數(shù)據(jù)等工作負載得到進一步優(yōu)化。

Fusion-io發(fā)布的最新原子系列（Atomic Series）閃存產品將閃存應用推向了一個新高度，即實現(xiàn)閃存感知類型應用的加速。Gary Orenstein舉了幾個例子。微軟發(fā)現(xiàn)，使用Fusion-io的閃存感知類型的存儲能夠使SQL Server2014的性能提升4倍。Fusion-io公司也積極地與MySQL開源社區(qū)進行合作，為其應用添加新的功能，實現(xiàn)性能和容量的提升，同時提高產品的耐用性。另外，F(xiàn)usion-io的一體機最近通過了SAP HANA的認證，它最多可以支持32個SAP HANA的節(jié)點，但本身的機箱高度只有4U?！岸偁帉κ窒嗤w積的磁盤陣列只能支持到8到10個SAP HANA節(jié)點?！盙ary Orenstein介紹說，“此外，我們的一體機還保持著VMark基準測試的最高性能記錄。因此，我們最新的原子系列產品將重點放在了應用加速上?！?/p>

Gary Orenstein認為，原子系列產品是Fusion-io歷代產品中最出色的一代產品。原子系列產品并不是單純勝在性能指標上，而是真正可以利用其獨特的閃存技術幫助客戶實現(xiàn)應用的加速。

歸納來說，F(xiàn)usion-io原子系列產品在性能、容量、可靠性和效能四個方面實現(xiàn)了突破。首先從性能上看，原子系列產品的性能與Fusion-io的上一代產品相比有了極大的提升。Fusion-io的原子系列產品采用全新的更小的20nm技術的NAND，但實際上新NAND的速度比前更慢。Fusion-io的獨特之處正在于，它突破了NAND的技術難點，反而將閃存產品的整體性能大幅提高了。其次從容量上看，因為全新的NAND器件自身的容量翻了一倍，所以采用全新NAND的原子系列閃存產品的容量也提升了一倍，在一個PCle插槽上最大可以支持6.4TB的容量，其存儲密度已超過磁盤。再次從產品的可靠性上看，由于新一代NAND使用起來難度更大，F(xiàn)usion-io著力增強了原子系列閃存產品自身的糾錯能力。Fusion-io特有的糾錯技術簡稱LDPC，可以實現(xiàn)低密度均值檢查。最后從產品的整體能效上看，相比于磁盤，閃存的能耗大大降低，這也是用戶青睞閃存的一個重要原因。閃存能夠更好地降低能耗，相當于為用戶節(jié)省了存儲開支。

Fusion-io原子系列產品建立在Fusion-io最新的第三代基于內存的構架之上。閃存應用程序需要更高的性能和更少的基礎設施。原子系列產品通過創(chuàng)新的軟件實現(xiàn)了應用的加速，其性能比一般的SSD高得多，而所需的空間卻少很多，這使得它可以廣泛應用于各種場合，包括數(shù)據(jù)庫、云應用、大數(shù)據(jù)分析甚至超大規(guī)模的工作負載。Gary Orenstein總結說：“以上4個原子系列閃存產品的特性，可以幫助客戶實現(xiàn)應用的加速，減少對基礎設施的需求，從而更好地降低成本。企業(yè)無論規(guī)模大小，都可以使用原子系列閃存產品。”

更加務實

Fusion-io原子系列目前包括兩條產品線：一是針對高性能應用的PX系列，另一個是針對大規(guī)模部署的SX系列。Gary Orenstein表示，實際上PX系列與SX系列之間的界限沒有那么分明，在某些應用場合中，兩類產品其實都可以應用，因此也會有重疊的情況。Fusion-io之所以將PX系列和SX系列在應用上進行區(qū)分，是為了給客戶提供一種應用的參考，如果客戶的關鍵應用需要極致的性能，那么就可以采用PX系列產品；如果客戶認為性能夠用即可，而更關注存儲的經濟性，那么就可以選擇SX系列產品。

雖然閃存產品的種類很多，應用場景千差萬別，既可以應用于服務器端，也可以用于存儲陣列端，但對于Fusion-io來說，它重點關注的還是采用PCIe接口的用于服務器端的閃存。Gary Orenstein重申：“NAND不應該被簡單地當成硬盤來對待，而應該還原其本質，將其作為閃存來優(yōu)化，從這個角度來說，PCIe接口是最適合的，更能充分發(fā)揮閃存本身的優(yōu)勢。我們之所以能夠引領閃存技術和市場的發(fā)展，并且在提高性能、縮短延遲上成效卓著也皆因于此。”目前，市場上主要的服務器廠商在其服務器中都提供PCle插槽，這對PCIe閃存的普及也起到了非常好的促進作用。

SFF-8639接口的尺寸確實更小，但是此類產品目前的市場規(guī)模還不夠大，不值得Fusion-io投入重金去研發(fā)。Fusion-io現(xiàn)在的產品只支持PCle 2.0，而沒有采用最新的PCle 3.0也是因為類似的原因，目前市場對PCle 3.0的接受程度并不高。Gary Orenstein坦率地表示：“作為一家商業(yè)公司，我們的目標很明確，就是要賺錢，所以我們會關注那些適合當前市場需求、商業(yè)潛力巨大的技術和產品，以期獲得更快的投資回報?！眅ndprint

從一個初創(chuàng)型的技術公司發(fā)展為閃存市場的領軍者，F(xiàn)usion-io變得越來越商業(yè)化和務實，在市場開拓與合作伙伴的選擇上也更加積極，且富有成效。今年6月，F(xiàn)usion-io宣布，惠普公司成了原子系列產品首個服務器的OEM伙伴。在數(shù)據(jù)中心中部署了HP ProLiant服務器的用戶，現(xiàn)在可以將Fusion-io原子系列產品與HP ProLiant服務器進行整合，為應用程序加速。另外，F(xiàn)usion-io還宣布，其ION Accelerator產品將作為戴爾旗下的解決方案進入市場。

Fusion-io是最早進入PCIe閃存市場的廠商。在人無我有的情況下，F(xiàn)usion-io很容易脫穎而出，確立自己獨特的優(yōu)勢地位。但是只過了短短幾年時間，幾乎所有主流的存儲廠商都已經擁有了閃存產品后，F(xiàn)usion-io又將如何繼續(xù)保持其差異化的競爭優(yōu)勢呢？Gary Orenstein回應說：“我們對NAND技術非常了解，因此知道如何與NAND廠商進行合作。另外，我們有自己的控制器，也和眾多服務器廠商打過交道，知道如何在產品上更好地滿足服務器廠商的需求，并建立一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。比如，我們是閃存領域第一個通過SAP HANA認證的廠商?！?/p>

應用因閃存而變

以前，人們只知道用閃存替代硬盤，閃存要為應用而優(yōu)化。但是隨著閃存應用的深入，現(xiàn)在要反過來了，應用要為閃存而優(yōu)化。Fusion-io正致力于推動這一改變?！澳壳?，在閃存領域只有Fusion-io在做這件事。當然，我們孤掌難鳴，需要與軟件合作伙伴一起完成應用對閃存的優(yōu)化，比如我們與MySQL開源社區(qū)、Oracle一直保持密切合作?！盙ary Orenstein表示。

舉例來說，在MySQL中，F(xiàn)usion-io開發(fā)了一種新功能——原子寫入。在閃存出現(xiàn)之前，MySQL在將數(shù)據(jù)寫入磁盤時，必須寫入兩次，以防止磁盤出現(xiàn)故障。但是如果每次向閃存中寫入數(shù)據(jù)時，也操作兩次，將大大影響閃存的壽命。對磁盤寫入兩次是為了保證數(shù)據(jù)的一致性，而閃存并不存在這個問題。因此Fusion-io針對MySQL開發(fā)的原子寫入功能，針對閃存只寫入一次數(shù)據(jù)即可。這樣做的好處是，一方面提高了MySQL的性能，另一方面延長了閃存的壽命。像這樣讓應用為閃存而優(yōu)化的例子還有很多。

“用戶使用Fusion-io的閃存產品，并不需要自己去做應用優(yōu)化，因為Fusion-io已經與相關的軟件廠商完成了優(yōu)化。當然，用戶也可以選擇Fusion-io的軟件獲得優(yōu)于其他同類產品的性能?！盙ary Orenstein表示，“現(xiàn)在整個存儲行業(yè)正處于升級換代期。既然有了閃存，為什么我們還要使用30年前針對磁盤開發(fā)的協(xié)議和應用呢？”

用戶在選擇閃存時應該注意哪些問題呢？Gary Orenstein提出了以下幾點建議。第一，客戶要清楚如何做性能評估。IOPS并不能完全代表性能?？蛻魬搹膽玫慕嵌瘸霭l(fā)評估性能，不僅要看某一時刻的性能高低，還要關注某一段時間里的性能穩(wěn)定性。第二，注重功耗?？蛻粢捶掌鲝S商是否能夠提供基于SSD的成熟的參考架構。第三，客戶要根據(jù)不同的應用場合選擇不同類型的閃存產品。第四，客戶還看廠商是否能夠提供閃存的成功案例。“我們不是自己在銷售閃存產品，而是動員圍繞Fusion-io建立的整個生態(tài)系統(tǒng)的力量去銷售。這是我們的優(yōu)勢所在?！盙ary Orenstein表示。endprint