開(kāi)放計(jì)算存儲(chǔ)層次體系解讀

沈建苗編譯

開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目峰會(huì)（Open Compute Project Summit，OCP）專(zhuān)注于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。今年，這次盛會(huì)的一大主題就是數(shù)字存儲(chǔ)。2017年OCP峰會(huì)設(shè)有分會(huì)和展會(huì)，著重介紹各種類(lèi)型的數(shù)字存儲(chǔ)，包括傳統(tǒng)硬盤(pán)（HDD）、閃存存儲(chǔ)器（尤其是NVMe接口）以及用于現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心中各個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)層的光介質(zhì)。

云端大容量存儲(chǔ)

希捷公司的昂梅什·庫(kù)爾卡尼（Unmesh Kulkarni）暢談了基于大容量傳統(tǒng)硬盤(pán)提供的近線(xiàn)存儲(chǔ)。2010年，65%的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC上，35%的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在別處。預(yù)計(jì)到2020年，存儲(chǔ)在PC上的數(shù)據(jù)將只占總量的26%，6%存儲(chǔ)在移動(dòng)設(shè)備上，68%存儲(chǔ)在別處（主要是在云端），這種以云為主的存儲(chǔ)會(huì)達(dá)到1.185ZB，其中700EB的存儲(chǔ)會(huì)使用近線(xiàn)HDD、關(guān)鍵任務(wù)HDD和固態(tài)硬盤(pán)來(lái)交付。如今，大約50%的企業(yè)將他們的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端。到2020年，預(yù)計(jì)這個(gè)數(shù)字會(huì)上升到80%。

希捷已經(jīng)宣布還將推出一款12TB硬盤(pán)。希捷的這款硬盤(pán)采用常規(guī)磁記錄（CMR），而不是疊瓦式磁記錄（SMR）。

希捷還展示了企業(yè)級(jí)HDD路線(xiàn)圖。未來(lái)計(jì)劃包括：二維磁記錄（疊瓦式磁記錄SMR的改進(jìn)版）、多驅(qū)動(dòng)電機(jī)（每塊硬盤(pán)至少有2個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)）、熱輔助磁記錄（HAMR）、并行技術(shù)，最后還有結(jié)合圖案化磁記錄介質(zhì)的HAMR。

東芝的HDD市場(chǎng)份額在2016年第四季度增長(zhǎng)9%。從2015年到2016年，該公司的SSD收入猛增了114%，因此成為全球收入第四高的SSD公司。

有一場(chǎng)值得關(guān)注的分會(huì)探討了企業(yè)HDD的未來(lái)，參與者包括來(lái)自谷歌、Facebook和微軟的代表。谷歌的代表是勞倫斯·應(yīng)（Lawrence Ying），他是《數(shù)據(jù)中心級(jí)磁盤(pán)》白皮書(shū)的作者之一。超大規(guī)模用戶(hù)和HDD廠商對(duì)于共同合作消除長(zhǎng)尾延遲（long tail latency）等重大問(wèn)題似乎有著廣泛的興趣。

閃存存儲(chǔ)器和Facebook的存儲(chǔ)層次體系

Facebook在2017年OCP峰會(huì)上展示了幾款HDD存儲(chǔ)系統(tǒng)。這其中包括Bryce Canyon硬盤(pán)機(jī)箱，它提供了比之前采用Open Vault設(shè)計(jì)的產(chǎn)品更高的性能。Bryce Canyon存儲(chǔ)服務(wù)器的計(jì)算容量是基于Open Vault的Honey Badger存儲(chǔ)服務(wù)器的4倍。

Bryce Canyon將主要用于高密度存儲(chǔ)，包括照片和視頻，提供的傳統(tǒng)硬盤(pán)（HDD）密度比Open Vault高出20%。它旨在支持功能更強(qiáng)大的處理器和更多的內(nèi)存。它從機(jī)箱下面吸入空氣，因此改進(jìn)了散熱效率和電源效率。Bryce Canyon存儲(chǔ)系統(tǒng)支持72塊3.5英寸硬盤(pán)（12 Gb SAS/6Gb SATA）。該系統(tǒng)可以配置成單一的72塊硬盤(pán)存儲(chǔ)服務(wù)器、兩臺(tái)電源路徑完全獨(dú)立的36塊硬盤(pán)存儲(chǔ)服務(wù)器，或者配置成36/72硬盤(pán)JBOD，還為NVMe SSD留有插槽，用于緩存和元數(shù)據(jù)加速。在OCP峰會(huì)開(kāi)幕式上，OCP理事會(huì)主席賈森·泰勒（Jason Taylor）表示，該項(xiàng)目旨在將硬件和軟件分開(kāi)。NetApp宣布了將企業(yè)存儲(chǔ)硬件與該公司家喻戶(hù)曉的ONTAP存儲(chǔ)管理軟件分開(kāi)，在OCP硬件上作為OPTAP Select來(lái)提供。

IBM也宣布其Spectrum存儲(chǔ)系統(tǒng)（這是之前名為T(mén)ivoli Storage Manager的解決方案的組件）在OCP硬件上作為Spectrum Scale來(lái)提供。IBM和NetApp的這些宣布表明了各大存儲(chǔ)公司致力于將硬件與軟件分開(kāi)。

微軟的庫(kù)夏格拉·韋德（Kushagra Vaid）暢談了Olympus Project通用主板系統(tǒng)，它用于構(gòu)建節(jié)能型云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，其目的在于，重塑服務(wù)器和存儲(chǔ)的工作方式。參與這項(xiàng)計(jì)劃的公司包括閃存存儲(chǔ)器公司三星、海力士和建興，還有存儲(chǔ)控制器廠商美滿(mǎn)電子技術(shù)和博通。

英特爾的杰森·韋克斯曼（Jason Waxman）介紹了Project Lightning的近況，這個(gè)項(xiàng)目是在2016年OCP峰會(huì)上宣布的。Project Lighting是一種標(biāo)準(zhǔn)化的閃存存儲(chǔ)模塊。它提供了可通過(guò)PCI訪問(wèn)的NVMe JBOF存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠支持熱存儲(chǔ)和溫存儲(chǔ)，擁有PCIe 3.0 4X速率，但耗電量不到10瓦，還有一塊60X PCIe 3.0 NVMe硬盤(pán)擴(kuò)展器。Lightning還支持熱插拔。在峰會(huì)上英特爾大力宣傳其N(xiāo)VMe存儲(chǔ)池以及Redfish API。

將閃存分解為獨(dú)立的閃存熱交換卡（sled）提高了閃存密度，降低了對(duì)閃存耐用性的要求，并讓每臺(tái)服務(wù)器可以處理迥異的工作負(fù)載。這帶來(lái)了一種自然的存儲(chǔ)層次體系，包括光存儲(chǔ)和不同類(lèi)型的閃存存儲(chǔ)器。索尼展示了Everspan光存儲(chǔ)庫(kù)，松下也展示了其光存儲(chǔ)庫(kù)的幾個(gè)版本。索尼表示，光存儲(chǔ)庫(kù)每個(gè)系統(tǒng)有64塊硬盤(pán)，支持每天1.3 PB的恢復(fù)容量，電費(fèi)比HDD低得多，成本與磁帶有一拼。HDS展示了基于其Everspan光磁盤(pán)庫(kù)的混合云解決方案。

現(xiàn)代超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心在處理數(shù)量異常大的內(nèi)容時(shí)，需要包括多種存儲(chǔ)技術(shù)的層次體系：除了光磁盤(pán)或磁帶庫(kù)外，還包括從閃存存儲(chǔ)器到傳統(tǒng)硬盤(pán)的存儲(chǔ)技術(shù)。存儲(chǔ)軟件帶來(lái)了容量和性能很高，但成本較低的開(kāi)放存儲(chǔ)硬件解決方案。