定义

混合闪存阵列

混合闪存阵列是一种固态存储系统,它包含多种闪存驱动器和硬盘驱动器(HDD)。

混合闪存阵列采用与普通HDD接口兼容的外形因素和电气接口。如果需要的话,可以用固态硬盘逐步取代旋转硬盘。

闪存没有可移动部件,是一种非易失性存储器,它可以被擦除并以称为块的存储器单元重新编程。它是电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的一种变体,因为它的内存块可以在一个动作或闪存中被擦除而得名。闪存阵列可以比机电式磁盘驱动器更快地在ssd上传输数据。

Flash比旋转磁盘更昂贵,但多层单元(MLC)、三层单元(TLC)等体系结构的发展四电平单元(QLC)降低了价格,提高了产能。尽管如此,这些改进牺牲了性能和耐久性。单级电池(SLC)是最快的也是最耐用的SSD类型,但SLC价格昂贵,容量非常有限,目前很少使用。QLC SSD通常是最便宜的选择,但其特点是性能缓慢,耐用性差。已经开发了各种技术,以提高SSD的整体耐久性,使其适合企业使用。

混合闪光阵列的优点和缺点

这个混合闪光阵列和全闪光阵列(AFA)的区别混合存储阵列是hdd和ssd的混合,而一个所有的flash数组仅配备SSD。混合存储阵列可以有大量闪存,也可以只有少量闪存。向传统阵列中添加少量SSD可以极大地提高其整体性能,而且与AFA相比,它所涉及的前期费用更少。

hdd是可预测的,每千兆字节的成本很低。然而,它们消耗了大量的电力,而且速度相对较慢。ssd提供快速的性能并且比hdd耗电少得多。然而,ssd在每千兆字节的基础上更加昂贵,而且全闪存阵列的成本太高。

混合的、全flash的用例

曾经,AFA也因其非常有限的存储容量而闻名。近年来,SSD容量有了很大提高,多TB驱动器已成为常态。即便如此,企业SSD的每GB成本仍远高于HDD。

混合存储阵列在这两方面都是最好的:它们提供了相对较低的每IOPS(每秒输入和输出操作)和每gb的成本,以及平衡的性能成本。混合阵列可以满足大多数工作负载的需要,因为它提供了更多的IOPS减少存储延迟

混合闪存存储系统适合任何需要比旋转磁盘更快地访问存储数据的组织。如果应用程序的所有数据在任何给定时刻都不需要提供给用户,那么将热数据存储在SSD上是一个好主意。出于这个原因,许多应用程序--从协作和电子邮件应用程序到虚拟桌面基础架构(VDIs)--从添加的闪存中获益。

混合闪存阵列如何影响企业存储?

混合存储阵列与hdd和ssd在同一框中。或者,混合闪存客户可以直接在服务器PCIe (Peripheral Component Interconnect Express)插槽上安装闪存驱动器。第二种选择通常更昂贵,但提供更快的存储性能,因为PCI总线直接与CPU通信,绕过存储控制器。使用PCIe flash可以显著提高性能。

向传统HDD阵列中添加闪存是提高性能的一种简单方法,因为用企业级SSD填充整个阵列的成本很高。在共享存储环境中,只有一小部分数据需要这种性能。块级动态分层使IT部门能够针对需要改进性能的工作负载使用闪存。

如果您的工作负载需要达到峰值性能,例如大数据分析和类似的应用——那么全闪存阵列是正确的选择。全闪存阵列的原始容量看起来很小,但大多数AFA供应商都包含重复数据删除功能,使阵列具有很高的有效容量率。

不过,所有闪存阵列的容量都无法与混合和HDD选项相匹配。使用HDD,客户可以用不多的钱获得大量空间,这是文件存储和存储的理想选择备份和恢复.如果您的公司只有足够的资金来购买一个新阵列,但又希望保持容量并提高性能,那么混合存储阵列是最佳选择。

混合闪存如何工作?

混合闪存存储阵列通常可以通过两种主要方式进行配置。第一种选择是根据工作负载的存储性能要求将工作负载映射到存储体系结构。例如,高性能数据库可能映射到阵列的闪存存储,而要求较低的工作负载可能使用HDD存储很好。

另一种方法是使用分层存储. 当使用混合闪存存储阵列存储文件数据时,这种方法尤其常见。

分级存储架构将flash存储定义为高速层,将HDD存储定义为低速层。高速层充当缓存,而低速层提供卷的大部分容量。

将访问频率较高的文件从低速层转移到高速层。这允许以最小的延迟访问文件。类似地,新文件可能首先写入高速层,然后移动到低速层。这种方法使高速层能够充当写缓冲区——闪存隐藏物——有助于提升整体存储性能。

混合闪存性能

混合阵列可以将延迟降低到3 - 5毫秒;全闪存阵列可以将这个数字降低到一毫秒。ssd没有预取问题,所有的I/ o(输入/输出)都是缓存读取,所以读取和寻道之间没有可变性。尽管如此,大多数组织还是负担不起为整个数据中心配备ssd的费用,这正是混合闪存的用料。

随着阵列价格的上涨,其运行成本也随之下降——阵列的闪存越多,消耗的电量就越少。SSD也占用更少的空间,因此节省地板空间和制冷,以及权力。

考虑到每笔交易的成本——而不是每IOPS的成本或每GB的成本——所有闪存都是最便宜的选择。在所有闪存阵列上,需要大量存储的工作负载的每事务成本较低,而在混合存储阵列上,低事务工作负载的成本较低。

混合闪存阵列
Scale Computing的HC5150D混合flash阵列的单个节点。

用户会注意到全闪存阵列的不同,特别是在基本的高延迟环境中,比如VDI部署。对于一项如果用户不喜欢就已经面临失败的技术,添加一些ssd可能是VDI部署成功与失败之间的区别。也就是说,任何应用程序都可以从混合闪存中受益。

在撰写本文时,混合闪存芯片市场的主要竞争者有戴尔EMC、惠普企业、日立Vantara、IBM、Infinidat、NetApp、Tegile(现在是西部数据的一部分)和Tintri。市场上还有其他较小的供应商,但都是企业混合存储阵列的供应商通常选择更大的竞争者。

用例

混合闪存阵列在成本、容量和性能之间提供了良好的整体平衡。因此,它们适用于各种各样的用例。通常,混合闪存阵列可以通过光纤通道但也可以使用iSCSI (Internet Small Computer System Interface, Internet Small Computer System Interface)等类似技术。得益于Windows存储空间功能,Windows Server还可以将本地直接连接存储(DAS)作为混合闪存阵列。

混合闪存阵列通常用于数据库和文件服务器。混合闪存阵列也是容器主机,因为容器通常共享一个公共的基本操作系统映像。基本映像可以放置在闪存上,从而提高依赖于映像的所有容器的性能。

这是最近更新的2020年4月

下一个步骤

了解企业全flash存储阵列的特点和好处并找出为什么越来越多的公司选择采用它们。

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比较的功能富士通Eternus DX8900 S3,支持混合flash配置。

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