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大規模應用型閃存:超大型環境中的Ultra-Value固態硬盤(SSD)

很多IT經理評估數據中心閃存的使用情況,主要在全閃存、全硬盤(HDD)和混合陣列(閃存和HDD)之間進行比較。但是,閃存并非“放之四海而皆準”的解決方案,對于那些I/O特性和耐用性要求隨不同應用而變化的數據中心負載而言尤其如此。

閃迪的SAS、SATA、PCIe、Flash on DIMM等企業級閃存解決方案用于支持各種任務關鍵型企業應用,具備極高的性能和可靠性、杰出的耐用性和完備的數據保護功能。顯而易見,這些特性會增加成本。

對于擁有PB級數據的超大型數據中心而言,閃存能夠以較低的成本實現擴展,并能以遠低于HDD的硬件、電力和冷卻成本提供更高的性能。很少有人知道超大型數據中心一直在利用客戶端固態硬盤(SSD)提高大規模應用型閃存的成本效率。

#   對比客戶端SSD與企業級SSD

客戶端Ultra-Value SSD與企業級SSD有何不同?這兩類SSD之間最大的不同是它們的基本特性,包括:最高讀/寫性能(尤其是每秒寫入次數),數據存取時延,耐用性,及可靠性和數據保護機制(例如,客戶端SSD沒有斷電保護電容,而企業級SSD有)。

另一個關鍵的不同之處是成本。由于缺乏這些特性,客戶端SSD的價位較低。對于部署數千個甚至數十萬個SSD的超大型數據中心而言,部署客戶端SSD有可能較部署企業級SSD多出數百萬計美元的成本。

#   超大型環境不同于一般環境

超大型數據中心環境不同于企業數據中心環境。原因不僅在于規模的差別,還因為超大規模數據中心計算環境運行的特殊工作負載,不同于為不同的部門和用戶托管各類應用的企業數據中心。此外,它們還常常部署為客戶定制設計的硬件,而且會運用內部設計資源提高超大型基礎設施的效率。

采用Ultra-ValueSSD要求客戶具備良好的管理能力。超大型數據中心的客戶通常能熟練運用各種軟硬件技術來設計出可以克服客戶端SSD或Ultra-Value SSD弱點的應用框架。而企業數據中心則不同,大多數企業沒有實施此類管理所需的技能、人員或時間。

因此,對于大多數企業環境而言,Ultra-Value SSD并非合適的選擇。更甚者,如果缺乏良好的管理,使用耐用性較低的SSD最終可能會增加企業成本,因為你需要頻繁地更換它們。

#   客戶端SSD:超大型工作負載

客戶端SSD最適合那些需要密集讀取但不需要較高的I/O寫入性能或耐用性的應用。以下是本公司客戶部署Ultra-Value SSD的一些案例:?

視頻點播

我們使用的一種很常見的服務就是視頻點播。視頻屬于繁重型的應用,要求大型基礎設施提供一種無縫、高品質、流暢的用戶體驗(我認為視頻加載速度慢于視頻流速度是一種讓人沮喪的體驗)。硬盤存儲系統是視頻工作負載的一大瓶頸,因為其可擴展性有限,而且當大量用戶和視頻流被同時請求時,吞吐量會下降。

通常而言,視頻點播服務每天存儲一次或每周存儲幾次數據(視頻)。然后用戶可以從同一個設備反復讀取這些數據。以上述的情形為例,讀/寫比通常為99%讀比1%寫,最大為95%讀比5%寫,非常適合使用Ultra-ValueSSD。

您的工作負載是否適合Ultra-ValueSSD,數據被寫入存儲設備的方式同樣起到決定性作用。如果您的數據通常需要小規模的隨機寫操作,那么企業級SSD更適合。但是大多數超大型客戶在管理著數據寫操作。視頻是大量數據及順序傳送的一個很好的例子,有助于克服耐用性缺點。此外,管理何時上傳數據或將其寫入存儲設備的能力(例如,規避大多數用戶在線時的“高峰時段”)是存儲策略取得成功的關鍵。

搜索引擎

的另一個常見用例是搜索引擎的緩存和索引建立功能,用于加快信息檢索速度,并提高可靠性。檢索速記數據是旋轉媒介的薄弱環節,因為HDD需要在磁盤上尋找數據。由于數據的物理位置與閃存無關,閃存能夠以更低的時延實現一致的讀性能。

在這種工作負載中,關鍵字被寫入表格,建立索引,然后緩存在SSD上。這些關鍵字被用作數據的指針,而這些數據通常位于另一個存儲層。索引更新并非每秒一次,甚至達不到每分鐘一次,因此,寫周期保持在較低水平(通常是90%讀,10%寫),而且可以在一個順序操作中完成。因此這類應用非常適合客戶端SSD。

為了實現數據保護和無中斷服務,我們可以備份所有數據,將驅動器置于一個RAID配置中(通常是一個軟件RAID)。如果某個驅動器失效,備份在另一個系統中的數據將被復制到同一層中。這樣可以抵消Ultra-ValueSSD耐用性較低的劣勢。

是否適合您?

正給超大型工作負載帶來巨大影響,以較低的成本提供大規模應用型閃存。這類產品的適用環境具有獨特性,即要求客戶具備良好的軟件管理能力和豐富的存儲系統和數據路徑的知識,則運用時可克服固有的短板,實現價值。

閃迪X300DC是一款高性能SATA驅動器,具備一致的讀性能、較低的運行功耗和較高的服務質量(QoS)。它瞄準的是那些已在使用消費級驅動器,需要入門級存儲解決方案或正在尋找一個經濟高效的解決方案來替代硬盤,但不需要企業級耐用性、可靠性或斷電保護(PFP)機制的數據中心客戶。

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