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從2008年將SLC存儲(chǔ)介質(zhì)引入EMC DMX開始，向全閃存存儲(chǔ)過渡約有十年的時(shí)間。存儲(chǔ)供應(yīng)商一直熱衷于采用全閃存系統(tǒng)作為傳統(tǒng)存儲(chǔ)的最終替代產(chǎn)品。但是，當(dāng)新的存儲(chǔ)媒質(zhì)進(jìn)入數(shù)據(jù)中心時(shí)，現(xiàn)在是重新審視混合存儲(chǔ)系統(tǒng)概念的時(shí)候了。

分層存儲(chǔ)

分層存儲(chǔ)或混合存儲(chǔ)的概念幾乎與人們擁有共享存儲(chǔ)平臺(tái)的時(shí)間一樣長(zhǎng)。存儲(chǔ)供應(yīng)商為此改善和調(diào)整存儲(chǔ)解決方案，以下將對(duì)演進(jìn)的各個(gè)階段進(jìn)行介紹。

歸根結(jié)底，分層存儲(chǔ)是一個(gè)成本/收益等式?？焖俅鎯?chǔ)介質(zhì)的成本很高，而一次只有一小部分?jǐn)?shù)據(jù)處于活動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于運(yùn)行傳統(tǒng)應(yīng)用程序(例如數(shù)據(jù)庫或LAMP堆棧)的企業(yè)，大多數(shù)數(shù)據(jù)將處于非活動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)查看非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容時(shí)，這種情況甚至更加明顯，除了可能出于機(jī)器學(xué)習(xí)/人工智能目的處理數(shù)據(jù)。

全閃存

全閃存存儲(chǔ)的想法是一個(gè)很好的營銷故事。不得不擔(dān)心I/O響應(yīng)時(shí)間不均勻的問題的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。所有數(shù)據(jù)都位于一個(gè)統(tǒng)一的層上，可以提供一致的性能。

當(dāng)企業(yè)選擇在全閃存和基于SLC/MLC和硬盤的混合解決方案之間進(jìn)行選擇時(shí)，HDD硬盤與SSD硬盤的I/O延遲之間的性能差距是如此之大，以至于混合平臺(tái)犧牲了性能，但降低了成本。將全閃存陣列分層沒有意義，因?yàn)閺腟LC升級(jí)到MLC的最初收益全部是通過節(jié)省邊際成本實(shí)現(xiàn)的。

傳統(tǒng)混合存儲(chǔ)解決方案

傳統(tǒng)混合存儲(chǔ)解決方案面臨許多挑戰(zhàn)：

• I/O一致性。以上已經(jīng)討論了這一點(diǎn)，但值得再次強(qiáng)調(diào)。與閃存相比，企業(yè)級(jí)15K硬盤可提供200個(gè)完全隨機(jī)的IOPS和250MB/s的連續(xù)吞吐量，而閃存具有數(shù)十萬個(gè)IOPS，并且在任何工作負(fù)載下的吞吐量可能為500～600MB/s。閃存的性能超過HDD硬盤，如果用戶的數(shù)據(jù)跨越這兩個(gè)層次，則情況更糟，因?yàn)閷@得無法預(yù)測(cè)的性能結(jié)果。
• 追溯平衡。幾乎所有分層或混合解決方案都使用歷史I/O配置文件信息重新平衡數(shù)據(jù)。這個(gè)過程意味著存儲(chǔ)系統(tǒng)總是在追趕應(yīng)用程序，而從來沒有充分發(fā)揮基礎(chǔ)存儲(chǔ)介質(zhì)的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)僅僅為了重新平衡工作負(fù)載而將數(shù)據(jù)移入和移出層時(shí)，主機(jī)的I/O容量可能會(huì)丟失，而且無法充分利用存儲(chǔ)介質(zhì)功能。
• 比率管理。正確確定每個(gè)存儲(chǔ)層的百分比是一個(gè)大問題。大多數(shù)傳統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備具有基于固定RAID大小的存儲(chǔ)層或存儲(chǔ)池。擴(kuò)展池可能很昂貴，因?yàn)樵S多平臺(tái)不提供添加單個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器的能力。

新的存儲(chǔ)介質(zhì)

全閃存系統(tǒng)的最初應(yīng)用浪潮是基于昂貴的SLC存儲(chǔ)。這很快演變?yōu)楸阋说腗LC，如今人們看到供應(yīng)商在其產(chǎn)品中引入了TLC和QLC閃存。從SLC到QLC存儲(chǔ)介質(zhì)過渡的有趣之處在于單位成本的降低，但是也看到了持久性的降低和I/O延遲的增加。

持久性

持久性是NAND閃存的致命弱點(diǎn)。將數(shù)據(jù)寫入NAND介質(zhì)會(huì)使其耗盡，并且高容量QLC驅(qū)動(dòng)器的耐用性比原始SLC產(chǎn)品低得多。幸運(yùn)的是，人們已經(jīng)看到NAND和閃存驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)商的驚人工作，它們使用錯(cuò)誤校正和其他算法來擴(kuò)展SSD硬盤的使用壽命。

市場(chǎng)上最新的存儲(chǔ)介質(zhì)當(dāng)然是Intel Optane或3D-XPoint。與NAND閃存相比，Optane無需擔(dān)心持久性。該技術(shù)也可以將其置于存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)的閃存和內(nèi)存之間。

如果人們相信這種傳言，那么PLC即使容量有所增加，其持久性也會(huì)很低。

固態(tài)混合存儲(chǔ)

人們很可能會(huì)看到的另一個(gè)選擇是使用任何可用存儲(chǔ)介質(zhì)類型的混合。隨著非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，價(jià)格更低的硬盤仍將發(fā)揮重要作用。與公共云相比，本地對(duì)象存儲(chǔ)提供了更好的成本配置，因此繼續(xù)在本地存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)在財(cái)務(wù)上是可行的。當(dāng)然，在許多情況下，閃存介質(zhì)的成本是不合理的，例如，用于測(cè)試/開發(fā)的數(shù)據(jù)復(fù)制或諸如媒體和娛樂之類的內(nèi)容處理。因此，可以預(yù)期硬盤將在未來幾年內(nèi)更多的應(yīng)用。

架構(gòu)師的觀點(diǎn)

存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不可避免地面臨一些難題，但當(dāng)沒有多層閃存產(chǎn)品可用時(shí)，全閃存是一個(gè)很好的解決方案。

集中存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是可以通過在共享平臺(tái)中使用多種存儲(chǔ)介質(zhì)來優(yōu)化成本，而這在分布式解決方案中是無法實(shí)現(xiàn)的。但是，平臺(tái)架構(gòu)必須以有效的方式支持新的存儲(chǔ)介質(zhì)。從規(guī)模上來說，這提供了本地連接存儲(chǔ)無法比擬的設(shè)計(jì)，從而使共享陣列和混合陣列都在市場(chǎng)中得以應(yīng)用。

未來存儲(chǔ)架構(gòu)仍然是混合的，因?yàn)槭冀K要考慮存儲(chǔ)介質(zhì)的成本。而最終勝出的存儲(chǔ)解決方案是最有效利用成本的解決方案。