SD卡工廠解讀華為閃存技及解決方案。
更新時間：2016-06-21 點擊次數(shù)：次字號：T|T
在以云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為主要特征的新興IT的推動下，各行各業(yè)的產業(yè)格局和價值分配得到快速改變。數(shù)據(jù)正快速成為企業(yè)發(fā)展最重要的核心資源。
隨著CPU性能的快速提升，用戶需要高效的解決方案，充分發(fā)揮CPU的處理能力，從而優(yōu)化應用、保證低延遲。在這一過程中，越來越多的用戶通過閃存技術，提升并發(fā)處理能力以及海量查詢響應速度，保證業(yè)務處理的高性能和低延遲，滿足虛擬化和大數(shù)據(jù)分析過程對性能的需求。
那么數(shù)據(jù)中心包括哪些閃存技術？閃存未來又會如何發(fā)展？華為公司存儲產品線高級總監(jiān)秦嶺將從閃存技術提升業(yè)務效率、華為閃存技術及解決方案解讀、華為閃存技術的創(chuàng)新規(guī)劃三個方面進行詳細闡述。
應用閃存技術 提升業(yè)務效率
據(jù)IDC統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，每年數(shù)據(jù)中心的投入大約為1.2萬億元，但其中有25%的資金浪費在了數(shù)據(jù)等待上，其原因有二：根據(jù)摩爾定律，CPU的速度每18個月增長一倍，十年間CPU速度增長可達100倍，再看硬盤呢？在性能方面基本上沒有進展，CPU和硬盤之間的差距被越拉越大，硬盤成為制約數(shù)據(jù)中心計算性能及效率的關鍵。同時，隨著虛擬化、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等新技術的不斷涌現(xiàn)，給企業(yè)IT帶來了更豐富的業(yè)務模式，對于磁盤的IO也提出了更高要求。
實際用戶案例顯示，有80%的性能問題都是出現(xiàn)在磁盤IO等待上，通過增加磁盤堆疊來增加磁盤并發(fā)量的方式已經(jīng)是過去式，這種方法投入較大、架構臃腫、資金浪費。
企業(yè)急需存儲新技術的出現(xiàn)來應對業(yè)務和技術的雙重挑戰(zhàn)。有數(shù)據(jù)顯示，2013年到2014年全閃存陣列達到了200%的增長，預計2016年閃存在數(shù)據(jù)中心的份額還將增加，可以看到越來越多的用戶開始應用閃存技術解決方案來解決業(yè)務問題。
那么閃存技術具體能帶來哪些提升呢？秦嶺表示：“在性能方面，相較于以前的機式硬盤相比IOPS可提高100倍;在時延方面，傳統(tǒng)機式硬盤時延為10毫秒左右，而閃存時延則用U秒統(tǒng)計，大約在200-300U秒之前，時延大大降低;在故障率方面，閃存介質也遠低于機械式硬盤的故障率;雖然閃存有以上很多優(yōu)勢，但是價格較高也是目前制約閃存在數(shù)據(jù)中心廣泛應用的一個主要原因。”
關于閃存技術的小結，閃存的應用可使業(yè)務運行更加高效、平穩(wěn)，基于閃存技術的快速數(shù)據(jù)分析處理能力，可幫助企業(yè)快速做出分析決策來應對市場需求的變化，同時，閃存對數(shù)據(jù)中心的空間、電力、制冷方面的消耗很低，所以閃存在整體成本上會更加經(jīng)濟、綠色。
華為閃存解決方案解讀
據(jù)秦嶺介紹，華為閃存產品有三種，第一是華為自研的SSD硬盤，較其他存儲廠商不同，華為SSD是自己研發(fā)，自己生產，擁有介質層面專利核心技術130多項;第二是OceanStor V3融合式存儲，其融合了多種數(shù)據(jù)管理功能;第三是OceanStor Dorado固態(tài)存儲，其是專門針對閃存優(yōu)化的固態(tài)陣列，特點是效率高。秦嶺表示，華為目前是業(yè)內唯一全自研存儲陣列和SSD盤片的存儲廠商。
華為OceanStor V3融合存儲
華為融合存儲包括以下型號：中低端產品是5300V3和55OOV3、中高端產品是5600V3和5800V3,高端產品主要有三款，高端入門級6800V3,高端中檔次的是18500和18800V3.據(jù)秦嶺介紹，用戶對于數(shù)據(jù)的要求并不是簡單的讀寫要求，更多是數(shù)據(jù)管理的需求，例如：既需要支持SAN還需要管理非結構化數(shù)據(jù);既需要應用傳統(tǒng)的機械式硬盤技術還需要閃存SID技術;既需要數(shù)據(jù)存儲還需要數(shù)據(jù)保護、備份、容災;既需要高端陣列還需要中低端陣列;那么這些陣列之間能否實現(xiàn)數(shù)據(jù)流動成為用戶最關心的問題。
華為OceanStor V3融合存儲就解決了數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)管理問題，可以把不同的設備融合在V3的產品中，用戶只需要一套硬件，一套軟件解決大部分數(shù)據(jù)管理的需求。
華為固態(tài)池陣列：OceanStor Dorado
據(jù)秦嶺介紹，Dorado的含義是一種劍魚，海里游得最快的魚，Dorado是針對閃存進行的優(yōu)化，特點是使用簡單。Dorado2011和5100采用雙控制器架構，是華為模塊化存儲的代表，部署方面簡單、快捷、可靠。自2011年發(fā)布以來至今，實現(xiàn)零事故，充分得到了市場的驗證。
另一個特點是完全針對閃存進行的優(yōu)化，速度極快，快不僅體現(xiàn)在IOPS上，還體現(xiàn)在低延遲上。以Dorado5100為例，其最大IOPS是60萬，這個成績可以滿足大部分企業(yè)的業(yè)務需求。在低延遲方面也是用U秒來計算，針對高頻交易、海量數(shù)據(jù)分析處理的用戶帶來較高的效率提升。
華為OceanStor存儲業(yè)務加速解決方案
據(jù)秦嶺介紹，無論是虛擬化系統(tǒng)，ERP系統(tǒng)，還是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，只需要底層采用華為OceanStor閃存加速解決方案，就可以保證在您業(yè)務不做任何調整的前提下實現(xiàn)性能的翻倍提升。除了性能的提升之外，該方案還有三大主要特點：可靠性、可管理性、可擴展性。
可靠性
在可靠性方面，秦嶺表示，實現(xiàn)存儲方面的可靠性是一個系統(tǒng)化的工程，必須從硬件、架構、軟件、方案等多方面打造完善的可靠系統(tǒng)。在硬件上，華為在介質層面擁有可靠性的算法保證閃存介質的可靠，同時在架構方面擁有Smacuick2.0技術，防止單點時效，控制器也是配制雙控，若壞掉一個，則由另一個接管保證業(yè)務的連續(xù)性。
在軟件算法方面，華為通過算法優(yōu)化硬件設備提升可靠性，如Dorado2.0+技術，可通過磁盤層面的Dorado技術虛擬化管理資源，更好的把IO分擔到每個磁盤，當磁盤出現(xiàn)故障后并能快速進行數(shù)據(jù)重構，秦嶺通過實際測試舉例說明：在使用SAN盤或NL-SAS盤時，當發(fā)生單盤失效時，通過Dorado2.0+技術重構時間控制在30分鐘，而業(yè)內傳統(tǒng)技術往往需要10個小時，華為可通過軟件方式加速故障的恢復時間保證陣列可靠性。
與此同時，我們還需要加強方案級可靠性設計，預防如火災、地震等自然災害帶來的破壞，這部分融合了華為的備份、雙活、容災解決方案以確保業(yè)務連續(xù)性。
秦嶺重點介紹了兩大方面，第一是華為在介質層面的可靠性設計，華為的SSD盤是完全自主研發(fā)自主生產的，掌握主要核心技術，閃存是通過儲存的電子數(shù)量來表示你的數(shù)據(jù)，電子是非?；钴S的，在使用SSD時有可能發(fā)生電子的逃逸，發(fā)生跳變之后會影響讀出數(shù)據(jù)的準確性，因此需要一套糾錯算法把錯誤修改，這部分華為請教了俄羅斯的科學家提供了一套LDPC的算法來糾錯，大大提高了介質的可靠性。
第二是閃存的擦寫字數(shù)的提升，閃存本身有擦寫次數(shù)的限制，有一定的壽命，這時需要讓整體磁盤中的每個閃存顆粒都能均勻分配到IO,從而保證磨損的均勻狀態(tài)，提升SSD盤壽命。華為在后臺有內部巡診機制可主動預防發(fā)現(xiàn)邏輯錯誤，與傳統(tǒng)機械式硬盤對比故障率大大降低。
同時，華為還提供了完善的數(shù)據(jù)保護方案，根據(jù)用戶數(shù)據(jù)中心建設規(guī)劃來做平滑的演進。數(shù)據(jù)中心的建設并不是一步到位的，往往需要一個循序漸進的過程，如單獨性開始到同城再到異地，通過華為硬件架構及軟件算法的可靠性保證單臺陣列最大的可用性。
針對兩地三中心的建設，秦嶺表示，華為可以通過復制功能把同城兩個地方的數(shù)據(jù)復制到異地的災備戰(zhàn)略中，可以從單中心變到同城雙中心，再變到兩地三中心的架構，再變到集中式災備的架構，整體計劃對上層業(yè)務實現(xiàn)全透明，都是通過華為軟件方式實現(xiàn)。用戶在架構調整時只需激活相應功能即可。
可管理性
如何針對不同的數(shù)據(jù)需要考慮不同方式進行存儲是每個企業(yè)需要思考的問題，華為擁有豐富的數(shù)據(jù)管理功能，可幫助用戶更加高效的管理數(shù)據(jù)。
秦嶺主要介紹了兩大方面，第一是華為flash-aware技術，主要應用在傳統(tǒng)機械式數(shù)據(jù)中心向全閃存數(shù)據(jù)中心過度，華為通過flash-aware技術可幫助用戶融合HDD和SSD兩種算法，幫助用戶能平滑的從機械式硬盤過渡到SSD閃存。
第二，華為還提供了混合式陣列技術，一個是SmartTier、另一個是SmartCache,Tier主要做分層和數(shù)據(jù)識別，把熱數(shù)據(jù)放在SSD硬盤上，把溫數(shù)據(jù)放在Cache盤上，把冷數(shù)據(jù)放在NEL磁盤上;SmarCache則把閃存當做Cache來使用，使熱點數(shù)據(jù)被第一調用，這樣可通過算法的優(yōu)化實現(xiàn)效率的提升。
可擴展性
彈性是華為閃存技術的另一特點，未來用戶對云數(shù)據(jù)中心的需求逐漸增大，首先需要搭建融合的存儲資源池，根據(jù)業(yè)務需求按需分配，因此，可擴展性成為數(shù)據(jù)管理的重要需求。華為Oceanstor OS存儲軟件融合了多種數(shù)據(jù)管理功能，如：SNA和NAS管理功能、數(shù)據(jù)備份功能，數(shù)據(jù)互相復制功能、雙活功能等，使華為Oceanstor OS可滿足用戶未來業(yè)務擴展的要求。
華為閃存技術的創(chuàng)新規(guī)劃
2015年，華為在全球發(fā)布閃存風暴，旨在通過技術創(chuàng)新帶領用戶和業(yè)界提前進入全閃存時代，據(jù)秦嶺介紹，2015年華為自研的SSD可1:1完全替換15000轉的機械式硬盤，成本上也和機械式硬盤基本相同。2016年華為還將發(fā)布新一代DoradoV3,結合新一代全閃存陣列做出了多方面的優(yōu)化，據(jù)秦嶺提前劇透，優(yōu)化后，在80萬IOPS前提下實現(xiàn)半毫秒的時延，未來還將研發(fā)出代替10000轉的SAS磁盤，成本與1000轉SAS磁盤持平，做到等容量，等數(shù)量替換，還將推出大容量SSD,最高可提供32TB的SSD硬盤，預計到2020年，實現(xiàn)全面替代NL-SAS硬盤，從而帶領用戶提前進入全閃存時代。
真實案例分享
秦嶺分享了兩個真實案例看看閃存都解決了哪些業(yè)務問題。第一個是某海關通關分析業(yè)務，為了解決延時問題，提高效率，推薦其采用了Dorado5100替代傳統(tǒng)陣列，實際應用效果顯示，從原來的數(shù)據(jù)整合處理需要7個半小時縮短到3個小時完成。
第二個案例是券商行業(yè)，隨著業(yè)務的增長，券商結算處理時間越來越長，于是向其推薦了Dorado5100全閃存陣列，經(jīng)過實際測試表示，從原先的業(yè)務結算需要一個小時提升到只需要十幾分鐘，整體結算效率提升3倍，從以上兩個真實的案例可以看出在業(yè)務內部數(shù)據(jù)處理時，傳統(tǒng)陣列已很難滿足業(yè)務需求，閃存的應用將大大提高業(yè)務處理效率。
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