2008年（8065）
分类： 服务器与存储
2008-12-14 14:56:12
实际上，固态存储产品(Solid State Disk)的发展已经有近30年的历史，在个人存储领域已经有相当成熟的应用和产品，但是，EMC将支持SSD的能力加入其高端Symmetrix和中端Clariion产品线则是一个明确的信号：固态存储企业级应用领域正在不断的开疆扩土。
除了EMC，还有多家厂商都宣布了自己有关SSD方面的战略计划，与此同时，固态存储也遭遇价格与安全性的双重尴尬，固态存储在企业级应用领域的发展趋势究竟如何？固态存储的普及之路究竟还存在哪些障碍呢？我们带着一系列的疑问，来探究固态存储在企业级应用领域的现状和分析。
本文将分为上下两篇来探讨这个问题，上篇侧重对固态存储的技术优劣势分析并探讨在企业级领域额应用模式，下篇将侧重各大厂商不同的固态存储策略分析。
IBM：蓝色巨人的领先脚步
IBM是第一个把企业级固态硬盘引入到刀片服务器系统中的厂商。在去?月，IBM推出了第一款对中小企业或大企业分支机构的BladeCenter刀片服务器系统BladeCenter S，其中存储模块对固态存储的支持就是最闪亮的特色之一。同年9月，IBM发布了支持16GB及32GB固态硬盘的BladeCenter HS 21 XM。
步入2008年，IBM进一步展示其在固态存储方面的进展，近日宣布了一个代码代号为“Project Quicksilver”的研究项目，这个项目的主要内容是测试一组容量高达4TB的固态硬盘磁盘阵列，而且性能比当今最快的固态硬盘方案要超出250%以上。IBM还声称，Quicksilver不但性能良好，响应时间只有此前记录的1/20，所需空间也只有1/5，功耗和降温需求则降至55%。
Quicksilver项目是IBM企图在企业级存储系统中实用固态硬盘的高性能的计划，此外IBM还在尝试使用IBM的SAN卷控制器（SVC）虚拟化软件推进固态硬盘的性能。IBM将基于PCI总线的固态硬盘闪存卡应用到了一款IBM System X服务器上，而System X则应用SVC来管理4.1TB的固态硬盘上的工作任务，IBM声称这套系统取得了超过100万IOPS的稳定输出传输性能，而且响应时间不超过1毫秒。
根据IBM公司系统存储事业部的市场总监Charlie Andrews的介绍，IBM正在努力的参与固态存储的话题，但IBM认为目前而言固态硬盘仍然没有足够的技术水平以应用在企业磁盘存储上，整个存储系统上仍然有很多优化的工作需要做。“固态硬盘与磁盘驱动器相比是完全不同的，举例来说，他们的I/O返回方式就不同——这就像用一个喷气引擎然后走两条不同的航线。”
Charlie Andrews表示整体系统成熟大概需要1年的商业化周期，IBM需要做一些系统优化的工作。“我们想把精力集中在整体解决方案上，而不急于推出硬件。”而在该项目正式发布供货之前，IBM仍然会将固态硬盘商品化到其他产品中，希望能够提供稳定的烫?才滩?返讲煌?牟?废摺?/p>
实际上， IBM的固态存储项目Quicksilver 取得了不小的进展，我们将期待该产品能够如约在一年内优化成熟，并发布面世。目前而言，IBM对固态存储的支持目前仍然限制在其刀片服务器上，因为刀片服务器本身同样要求较快的I/O速度，也常常被应用在用户的关键事务处理应用中。采用固态存储作为存储介质，有效地消除了服务器应用环境周边的I/O瓶颈。
EMC：“0层级”存储的巨大优势
EMC是最早在企业级存储系统中引入固态存储技术的厂商。早在2008年初EMC发布其高端产品线的时候，新一代的Symantrix DMX-4就已经宣布对固态硬盘的支持，近日，EMC的终端产品线CLARiiON CX4上也提供了对固态硬盘的支持。在存储系统中实现对固态硬盘的支持，目前来说EMC的动作最大。
EMC在存储系统中添加固态硬盘，其目的就是为了构建一个更加“分层”的存储系统，在引入了固态硬盘之后，EMC的存储系统也就拥有了所谓的“第0层”存储，从而获得了交付实时的容量分配，增强的管理灵活性，并同时提高了总体系统利用率和能源效率。由于这个“固态存储层”响应时间更短，能够服务的计算机更多，读写速度都比传统的系统要高，这些都对于更加细分的用户需求和市场来说具有更强的竞争优势。
目前来说，EMC的高端Symantrix全系列产品都支持SSD，中端CLARiiON CX4系列共分为CX4-120/240/480/960 4个型号，其中偏中高端的CX4-480/960提供了SSD的支持。
EMC大中华区市场及渠道战略总监梅敏玲女士说：EMC采用固态硬盘并不是要完全的替代传统磁盘，而是需要构建一个效率更高性能更好的“0层级”存储。对于某些高端客户的应用，例如银行事务数据库所支持的外汇买卖、在线证券交易以及大量的数据读写操作来说，用户必须拥有一套能够高效的支持这些在线事务处理应用的存储系统，只有这样才能够保持在线交易业务的顺畅。正是因为用户的应用的多样性，以及愿咝阅艿男枰??没Р呕崛ス匦乃俣雀?欤?煊κ奔涓?痰拇娲⒉?罚??烫?才糖『酶?擞没б桓鼍?玫难≡瘛?/p>
实际上，EMC在其企业级存储系统中采用的固态硬盘都来自以色列的一家公司：STEC。EMC在高端产品线Symmetrix上采用的 SSD 是 STEC 公司 Zeus-IOPS 产品线的产品。这一型号号称随机读操作的 IOPS 能达到 52000 个，采用 SLC (single-layer cell )，写也可以达到 17000 个 IOPS。只从这个数字看，单块 SSD 的性能是机械硬盘的 30 倍还多。
STEC有关可擦写此书方面的官方的技术参数是在200 万次，从这个官方公布的数据来看，应付大部分企业级应用已经完全没有问题，此外在可靠性上，SETC 还通过ECC 机制来打消用户对SSD重复写入方面的顾虑。
Intel：推动SSD的主流化进程
对Intel来说，固态硬盘是让服务器整体性能跟上芯片发展“摩尔定律”的“性能加速器”。
在今年秋季IDF技术峰会上，Intel公司NAND产品事业部发布了高性能固态驱动器（SSD）的产品线规划和发布时间表。Intel发布的固态驱动器适用于移动与台式机客户端、企业级服务器、存储设备和工作站。其中IntelX25-E Extreme SATA固态驱动器是针对企业级服务器和存储系统的产品。
Intel声称其最新推出的固态驱动器拥有一些更重要的优势，包括更快速的整体系统响应能力和计算机开/关启动时间，良好的耐用性和可靠性，更长的电池寿命和更低的企业基础设施成本。这些发热量低和安静的固态驱动器基于NAND闪存技术，内部无可活动组件，能够提供一个轻巧、低功耗和更高性能的存储解决方案。
由于并非所有固态驱动器的架构与设计都是相同的，这为固态驱动器留下了实现重要的差异化的空间。Intel认为他们固态硬盘的主要优势在于设计，IntelX25-E Extreme SATA固态驱动器基于单层单元（SLC）NAND闪存技术，主要架构特点还包括：高度并行的10x NAND闪存通道和本地命令队列功能，支持最高32个并行操作。动态负载均衡可以提高可靠性和使用寿命。较低的写放大因数，为SLC和MLC NAND闪存提供卓越的性能以及更长的使用寿命。
IntelX25-E Extreme SATA固态驱动器，分别有2.5寸已经1.8寸等两种型号。读取/写入速度分别达到了每秒250/170MB，在数据块为4KB的离散读写状态下，拥有35,000的读IOPS和3,300的写IOPS，以及75微妙的读延迟。产品功耗在全速运行时为2.4W，待机时只需0.06W，其无故障运行时间也达到了两百万个小时。
目前其32GB版本正在进行抽样测试并将于未来90天内投入生产，64GB版本预期将在第四季度开始抽样测试并于2009年第一季度投入生产。
作为系统平台厂商，英特尔关注的显然不只是处理器的计算能力，同样也关注内存、网络和磁盘等I/O性能。而Intel的市场影响力和推动力则无论在个人消费领域和高端企业级计算领域都能发挥重要作用。实际上，本次IDF上Intel推出的固态硬盘产品线同样覆盖了个人终端和企业级数据中心，随着Intel的加入，我们有理由相信固态存储走在普及之路的步伐将会更快。
SUN：开源与SSD的联姻
应该说SUN是对SSD的发展前景最为乐观的一家公司。SUN公司系统部门执行副总裁John Fowler就曾表示，他并不同意分析师估计的大规模的采用昂贵的SSD至少要到明年才能到来的观点。“我看报纸上说要到2010年，”他说，“我认为在圣诞节的时候，需要I/O性能的应用就要在他们的系统中加入SSD了”。
实际上，SUN一直在致力于给其服务器和存储系统加上基于Flash的固态硬盘存储。Sun正在计划今年下半年围绕其服务器和存储产品推出2.5英寸和3.5英寸固态硬盘。并且在近日宣布了一项固态盘计划，与三星公司合作开发一款Single-cell NAND闪存设备。
Sun和三星一直在研发一款8GB闪存，并称这款产品的IOPS将是传统磁盘驱动器的100倍之多。并且SUN公司声称他们的闪存产品已经克服了数据重复写入方面的问题。Sun选择了单层单元技术SLC（Single Layer Cell）而没有选择多层单元技术MLC（Multi Layer Cell）。MLC可以提供更高的存储密度和容量，而SLC可以实现更高的写入速度。另外，据称三星存储设备的数据写入--擦除周期是标准SLC芯片的5倍。
与一些直接使用固态硬盘替代传统硬盘的厂商有所不同，Sun的SSD策略更加侧重于服务器的内部存储，而不是外部存储。Sun计划把SSD定位在服务器内存与磁盘之间的缓存，以次来改善处理器与存储之间的效率。按照这样的规划，处理器的内部缓存作为一级存储，服务器的内存（DRAM)）是二级存储，磁盘是第四级存储，SSD则充当内存与磁盘之间的三级存储。此外，SUN也宣称在今年下半年会将固态存储技术应用到企业级存储。
此外，SUN公司还在固态硬盘针对操作系统的性能优化问题上作了很多工作，Sun已经调整ZFS文件系统使其开始适应固态状态。根据Fowler的介绍，ZFS能够自动识别存储空间，以用来管理SSD和传统硬盘驱动器的 ‘混合’构架。
浪潮：敢吃螃蟹的国产厂商
浪潮也加入了固态存储的战局。浪潮服务器部门产品经理孙立波先生向记者介绍，浪潮目前来说正在研发一款采用SSD技术的服务器产品，这款产品属于四路企业级服务器，目前已经完成了测试，预计将在今年年末正式在市场上发布。
孙立波并未透露浪潮即将推出的这款服务器产品究竟采用何种方式利用固态存储技术，但在早先的媒体沟通会上浪潮曾经表示，浪潮与英特尔展开了PSR战略合作，进行基于SSD技术的高效能服务器的创新与开发。SSD是Intel开发的最新存储技术，而浪潮基于该技术的产品开发及测试工作也早就在紧锣密鼓的进行。
孙立波表示：产业的竞合带来技术创新的加快，同时，客户需求个性化日益明显，很多交易密集型的企业都面临传统磁盘I/O性能上的瓶颈。浪潮在服务器存储产品中提供SSD支持，能够给用户提供更加多样化的选择。同时，作为一家在本土市场有着多年服务经验的国产场上，浪潮将把多年来对本土客户的理解和增值经验融入产品研发。
NetApp：突破WAFL的限制
NetApp在固态存储这个话题上总体来说比较低调，但仍然对固态硬盘的前景抱有乐观态度。在08年7月NetApp召开的2008存储论坛上，NetApp董事长Dan Warmenhoven访华的时候，就曾经表示固态存储技术会成为未来一个很重要的存储介质。
NetApp在SSD方面的动作仍然趋于保守，NetApp核心架构副总裁Chris Bennett曾经表示，“固态存储在企业级存储的功用还有待证明。我们现在暂时只将固态存储作为缓存使用。”事实上，听起来NetApp在SSD方面的策略与SUN较为近似，只不过SUN更加侧重在服务器的缓存扩充上，而NetApp是在存储系统中应用SSD作为缓存扩充。
具体来看，NetApp使用固态存储内存来缓存元数据。通过存储元数据的备份到存储控制器的NAND flash PCI-e卡上，元数据可以以内存的速度被访问。这种性能的提升是显著的， Chris Bennett表示“元数据在固态存储内存上被访问，这样一来，在典型的Exchange环境中，我们大概可以提升40%的性能。”
事实上，SSD与传统的磁盘介质有着较大的差距和不同，因此采用固态存储的关键在于，磁盘阵列厂商必须设计出一个可以包容NAND flash古怪特性的存储架构，但这并不容易。
有分析家认为，NetApp有Write Anywhere File Layout (WAFL)专利技术，主要是用于减少磁盘关键活动和随机写操作。由于WAFL可以不间断的移动数据，来使访问连续。因此，对于NetApp而言，采用SSD作为存储介质来替换磁盘恐怕更加困难，因为flash驱动器的寿命将更快的被损耗。相比之下，还是传统磁盘上的数据更加静态。
混乱的战局
以上的几家厂商都只是近期在SSD领域发表观点的厂商之一，还有众多厂商都纷纷加入这个混乱的战局。
Seagate：
希捷科技(Seagate)也表示，已计划于2008年推出SSD?贰?希捷未透露其SSD产品可能的容量、尺寸或性能等信息，但希捷亚太区副总裁暨业务营销总监郑万成表示，其SSD产品将瞄准高阶商用运算领域，因为"在需要分层储存(Tiered Storage)、高度可靠、高安全性的商用运算领域，基于半导体的SSD将比硬盘更能满足其需求，"他表示。
"在数据中心，SSD可作为刀锋服务器的开机磁盘，担负大量的读取应用等。在这类必须做出高昂软硬件投资的IT应用中，SSD才能发挥最大的成本效益，"郑万成表示。他同时预估，到2012年，SSD在企业储存的总有效市场(TAM)可望达到7%。
目前希捷已拥有传统硬盘，以及整合了闪存及硬盘的混合硬盘产品线，而纯半导体的SSD方案则是首次尝试。"我们是一家提供储存方案的公司，无论是采用机械式的传统硬盘或是半导体作为储存媒介，我们都依照需求开发产品，"郑万成表示。
郑万成认为，SSD市场要到2009年才会起步，"我现在还没看到很多SSD产品出货。"不过，他对混合硬盘的信心十足，"当传统与混合硬盘没有价差时，所有的NB都会转而采用混合硬盘。"
根据希捷的预估，目前120GB的混合硬盘售价要比同样容量的传统硬盘高出100美元，但这个数字到2012年会变成0。另一方面，目前32GB的SSD售价要比120GB的传统硬盘高出500美元，即使到了2012年，120GB的SSD售价也仍会比屈时500GB的硬盘高出75美元左右。
HDS：
HDS在SSD方面的态度更为保守。HDS的CTO Hu Yoshida 在 Blog 上撰文，提出了他对 SSD 能否被市场接受的三点疑问：1) 价格因素：SSD 大约是普通磁盘驱动器的 30 倍；2) 磁盘供应商多数是初创公司，主流磁盘生产厂家并没有上阵呢；3) Flash SSD 可擦写次数有限。尽管如此，HDS也宣称将在其存储系统中引入SSD。
飞康：
飞康与2008年4月发布了一系列有关Violin Memory公司的固态硬盘产品应用，发布的网络存储服务（Network Storage Server，NSS）软件经验证可以在Violin Memory 1010固态硬盘上使用。并认为新的NSS存储虚拟化软件现在能够用来提高Violin Memory的固态硬盘的性能。
飞康公司产品营销经理Peter Eicher表示：基于创建虚拟磁盘技术，我们能够在他们的存储设备和虚拟磁盘上应用，同时，我们也能够针对不同的应用提供手动或动态配置。“他们使用高速的固态硬盘获得向业务最繁忙的磁盘传输数据的更高速度，NSS将能够帮助用户在部署Violin的硬件时获得一个读/写缓存，”Eicher 补充：“对于某些应用来说，对某以个磁盘区域的读写可能会比其它的区块更快--通常情况下，这些应用大部分属于交易密集型应用中的数据库读写。”
Emulex：
Emulex也宣称他们正在开发一种基于固态硬盘的光纤信道与SATA的桥接技术。Emulex的内置存储产品总经理Bob Whitson表示：“我们已经与几家大型OEM厂商展开合作，让它们的固态硬盘看起来就象光纤信道驱动器一样。”
Whitson解释说，客户们目前正在测试它们的固态硬盘桥接技术，预计这项技术将在今年晚些时候或者2009年的某个时候推出市场。未来版本的桥接技术将令固态硬盘看起来象SATA驱动器一样，但是Emulex没有宣布具体的规范或者时间。
