日立統一存儲(HUS)100家族規格表

由上表，日立HUS 110、130和150支持的驅動器數量分別為120、264/252(2.5/3.5英寸)和960個，其中HUS 150在上一代中端最高型號AMS 2500的480個驅動器基礎上增加了一倍，而HUS 110卻比AMS2100的159個有所減少。另外，HUS 100系列除了保持原有的2U 24盤位2.5英寸驅動器，以及4U 48盤位3.5英寸高密度驅動器擴展柜(連接由3Gb/s SAS升級到6Gb/s)之外，還符合潮流的地將3U 15盤位3.5英寸擴展柜替換為2U 12盤位(就像戴爾EqualLogic從PS4000/6000升級到PS6100/4100那樣)，提高了每個U的密度。

在支持的驅動器類型中，10k和15k rpm高轉速硬盤已經全部是SFF(2.5英寸)而不再有LFF(3.5英寸)。根據HDS網站上更詳細的資料，這里的SSD有200和400GB MLC(應該是企業級)兩種選擇。

文件訪問通過NAS網關、對象存儲依賴HCP?

接著，我們看到Block Module和File Module的規格被分為2個部分。其中塊訪問單元支持的主機接口現在主要是8Gb/s FC和10GbE iSCSI兩種(HUS 110還支持千兆iSCSI)，也就是說這款雙控制器模塊化陣列，如果只作為IP SAN使用其定位也不見得比Scale-out(橫向擴展)的EqualLogic、惠普LeftHand等產品低。要知道戴爾EQL目前出貨最多的主流型號還是1Gb/s以太網主機接口的PS6100(之前是PS6000)、4100。

HUS 100系列發布時并沒有支持16Gb/s FC(光纖通道)，不過對于HUS 150來說將來可以通過更換主機I/O模塊來對產品升級，就像AMS2000系列從4Gb/s FC到8Gb/s那樣。HUS 110和130則是每控制器集成4個嵌入式8Gb/s FC接口加上一個主機接口子卡，130可選FC和iSCSI，而110暫時只支持iSCSI。另外比較有意思的是，據了解HUS 110的光纖通道接口需要可選的license Key才能啟用，也就是說如果不買這個的話應該就必須添加iSCSI了。

注：關于主機接口部分，下文中還會有具體的圖片說明。

日立HUS支持集群高可用的File Module(文件單元)應該是三款產品通用的，HUS 110和130只支持雙節點HA，而150則支持1～4個節點。這讓我們聯想起戴爾使用收購自Exanet的集群文件系統推出的EqualLogic FS7500統一存儲，目前也是最多4個節點，單個文件系統最大512TB，而HUS為256TB。

HUS File Module后端連接Block Module一共使用了4個4Gb/s FC，如果中間沒有光纖交換機直連的話容易造成帶寬浪費。這里的具體原因我們在后面還會討論。不過對比前端提供NAS文件服務的2個萬兆和6個千兆以太網接口，還是基本夠用的，畢竟以太網的實際效率沒有光纖通道高。

日立統一存儲(HUS)組成單元示意圖

根據上圖，HUS中端存儲系統的組成部分包括Block Module、File Module、2.5英寸驅動器機箱和/或2.5英寸驅動器機箱。塊存儲陣列加上Active/Active NAS網關的組成形式，與EMC VNX、IBM V7000U和戴爾NX3500/FS7500等沒有本質上的不同。根據各方面的信息(也包括我們在下文中要列出的證據)，日立HUS使用的了被其收購的BlueArc的集群文件系統技術，但我們沒有看到單一全局命名空間功能。

有的讀者應該知道，HDS在收購BlueArc之前兩家公司就有緊密的合作。HDS將BlueArc的NAS網關搭配自己的AMS2000系列SAN陣列銷售，那么今天的HUS統一存儲也是類似的形式吧?

到這里不知大家有沒有注意到，我們在HUS當前公布的資料中幾乎沒有看到“對象存儲”功能。HDS官方的新聞稿是這樣表示的：

“Hitachi Unified Storage通過一個獨特的基于對象的文件系統來支持對象數據，該系統可以智能地為每個文件增加元數據并實現自動分層、遷移、對數據快照和復制、在廣域網中更快復制以及快速數據搜索。此外，Hitachi Unified Storage支持Hitachi Content Platform(HCP)利用定制的元數據來存儲真實對象并提供法規遵從功能。與替代系統的方式不同，HCP可以利用在同一個存儲池中的文件和模塊應用分享HUS的容量。兩者相結合，對于客戶來說，這個解決方案比獨立的筒倉對象存儲設施更加節省空間和成本。”

按照我的理解，HUS所謂的對象存儲應該是利用文件系統(File Module上運行的?)的功能為文件添加元數據來實現對象的訪問格式?而對象存儲真正的特點——海量的對象數目支持和擴展性，看來還是要通過添加HCP(日立內容平臺)的元數據節點來解決。

記得筆者在去年9月采訪IBM系統與科技事業部磁盤存儲CTO Vincent Hsu先生時，他曾經表示：“我們現在正在做對象存儲的研發，以后你會看到在我們的SONAS平臺上會有對象存儲的這種技術出來。”同樣是主要針對非結構化數據，文件系統與對象存儲設備的整合或許是未來的一種趨勢?

需要注意的是，IBM GPFS(通用并行文件系統)支持declustered(分簇)RAID，應該能夠有效解決使用3TB、4TB等大容量硬盤組建傳統RAID 5、6時故障恢復重建時間長，及由此帶來的性能影響和可靠性問題。而筆者在IDF2012大會報道中提到的AmpliStor采用擦除編碼(或稱糾刪碼)的對象存儲也具備類似特性，同時保證了較好的順序讀寫性能。

AMS2000回顧：對稱式雙控真正的負載均衡

下面我們先簡單回顧一下AMS2000系列的控制器設計，為后面對HUS的分析做些預熱。

HDS AMS系列中端存儲參數對比

如上表，日立數據系統AMS 2100、2300和2500都使用了一顆Intel Xeon CPU用于管理(控制)處理器，其中2500配備了雙核。RAID功能是由具備HDS專利技術的ASIC來實現，AMS 2300、2500和再往前一代的AMS 1000的芯片型號都是DCTL-H，而AMS 2100的DCTL-S應該是其精簡版。

HDS AMS 2100雙控制器架構圖(左右兩邊分別為控制器0、1)

以AMS 2100為例，DCTL-S RAID處理器在整個控制器中的重要性，就好像惠普3PAR陣列中的Gen3/4 ASIC。它使用三條帶寬為2GB/s的PCIe x8(1.0)分別連接包含Xeon CPU、控制內存、MCH+ICH在內的管理子系統，前端代號為“DE4”的雙端口4Gb/s光纖通道控制芯片，以及后端x8 link 3Gb/s SAS控制芯片。每個控制器中的DCTL-S還連接著2～4GB的數據緩存(帶寬4GB/s)，同時通過專用通道(應該也是PCIe)來實現同步緩存鏡像。

HDS AMS2000動態負載均衡技術示意圖

日立動態負載均衡控制器(Hitachi Dynamic Load Balancing Controller)技術，是HDS AMS2000系列產品的一大特色。“幾乎無需用戶干預，即可讓存儲系統發揮出最大性能。與傳統中端存儲系統采用的非對稱控制器設計不同，AMS2000可通過監視每一個控制器的利用率并動態平衡工作負載，消除導致I/O響應時間降低的常見瓶頸與熱點。”

根據筆者有限的了解，NetApp入門級的E2600(收購自LSI Engenio產品線)SAN陣列，可以選購一個Turbo性能選項來獲得將不同LUN手動分配到兩個控制器來實現Active/Active(雙活動) 提高性能的特性。從E2600 OEM而來的IBM DS3500、戴爾PowerVault MD3200/3600系列等都是如此。EMC CLARiiON/VNX家族的ALUA(非對稱邏輯單元存取)設計，則是在創建LUN時根據負載情況分配到一個相對空閑的控制器。在中端雙控制器模塊化 陣列中，幾乎只有AMS2000才是真正能夠將每一個LUN的工作負載平衡分配到兩個控制器上的對稱式處理模式，如上圖。

當然，在HP 3PAR、EMC Symmetrix VMAX、IBM XIV，還有被Oracle收購的Pillar Axiom等橫向擴展(Scale-out)存儲系統中，這樣的設計就比較普遍了。

日立動態虛擬控制器(Dynamic Virtual Controller)技術示意圖，這個架構看上去不就是AMS 2300嗎?

HDS如今隨同HUS提出的動態虛擬控制器技術，筆者覺得應該就是將原來的“動態負載均衡控制器”換個說法，因為其中的示意圖仍然是用AMS2000系列舉例。除了將主機接口控制芯片換成QE8(PMC-Sierra PM8032四通道8Gb/s FC控制器的代號)，這里主要是為了表示兩個控制器的本地緩存數據之間互相鏡像，從而為同一份數據提供“直接”訪問和途經另一個控制器的“交叉”訪問。與最基本的Active-Passive等寫緩存鏡像之間的差異，應該是對稱式控制器設計的關鍵。

增加雙ASIC還是改用x86 RAID處理器?

位于HUS 150 Block Module的電池模塊(從機箱前部插入的一對，互為冗余)

HUS 150塊訪問單元的機箱高度為3U，前部安裝有2個電池模塊，用于在電源失敗事件中將未保存的DRAM緩存中的數據備份到閃存。根據這個電池的尺寸，筆者覺得它應該能夠像小容量UPS那樣維持整個控制器供電至少數分鐘。

HUS 150 Block Module中的控制器(卡)

HUS 150的兩個控制器位于電池模塊的上方，可以連同前端的3個散熱風扇一同抽出。在上圖中我們似乎看到主板上2個對等的CPU和Cache內存模塊?一種可能性是RAID處理器ASIC增加到了2顆，就像惠普3PAR P10000 V系列控制器中的Gen4 ASIC那樣?另一種可能性就是配置2顆Intel Xeon CPU，而不再區分RAID處理器和管理處理器?當然上圖僅供參考，在沒有看到實物或者更多資料的情況下，一切只是猜測。

HUS 150 Block Module的主機I/O模塊

上圖中2個紅框的位置，就是HUS 150 Block Module控制器可以更換的主機I/O模塊。每個控制器上對應的左/右半邊都可以選擇安裝4個8Gb/s FC以及2個10GbE iSCSI接口的任意組合。在它們左邊是2個6Gb/s SAS后端I/O模塊，上面各有2個SFF-8088 miniSAS x4 wide-port連接器用于驅動器擴展柜。

HUS 130 Block Module后視圖

HUS 130塊訪問單元的機箱高度為2U，控制器(卡)的寬、高尺寸比較接近SBB 2.0規范設計，盡管在其機箱前端支持24個2.5英寸或者12個3.5英寸驅動器，但控制器的深度仍然相當長。其后面板的空間有限，每個控制器上前/后端I/O接口的靈活性/數量不及HUS 150，控制器的性能配置可能也有所下降。但HUS 110和130的硬件設計應該是相當接近的。

HUS 130 Block Module的電源及其中嵌入的電池模塊

由于空間的原因，HUS 130電池模塊的位置設在了電源單元中間空出的部分。這個較小的電池作用同樣是在供電失敗時將未保存的緩存數據備份到閃存。

HUS 130 Block Module的6個系統散熱風扇采用了不用打開機箱蓋就能從上方置換的設計，由于位置偏向機箱的右側，不知內部還有什么樣的導風設計?

BlueArc：4Gb/s FC受FPGA芯片所限?

HUS File Module的電池模塊(同樣是從機箱前部插入，每臺文件單元上帶有1個)

日立數據系統HUS的File Module(即NAS網關)部分，110、130和150三個型號都是通用的。上圖為電池模塊，它插入到機箱的左前方，用于保護NVRAM中的數據。下面有兩個2.5英寸硬盤處于鏡像模式，用于存放File Module的微代碼(microcode，即操作系統)。

HUS(日立統一存儲)File Module的主板

根據上圖及文字描述，HUS文件單元使用了一個定制的帶有24GB內存，基于FPGA的主板刀片(MFB);它還使用了一塊安裝了1顆Intel Xeon雙核CPU和8GB內存的PC服務器主板。這里的“FPGA”進一步證明HUS統一存儲的File Module使用了收購自BlueArc的集群NAS技術。

HUS File Module的后部接口：最右邊4個4Gb/s FC端口用于到Block Module塊存儲的SAN訪問

筆者還注意到，File Module的后部接口都集中在3U機箱頂部的“1U單元”——應該是FPGA所在的主板刀片(MFB)上，下面的“2U”PC服務器看來還是主要作為管理平臺用途。那么使用4Gb/s而不是今天流行的8Gb/s FC后端接口，有可能就是受BlueArc(現在是HDS下屬的部門了)使用的FPGA芯片所限。

在光纖通道接口的左邊，依次為5個10/100Mb交換式管理接口、6個千兆文件服務接口、2個萬兆文件服務接口和2個萬兆集群內部互連接口。

HUS統一存儲的NAS網關使用2個專門的10GbE接口用于集群通信，這就使其一下子顯示出與“非集群”文件系統的不同，也拉開了與戴爾EqualLogic FS7500等千兆統一存儲的差距。當然，像EMC Isilon、IBM SONAS那樣的InfiniBand互連網絡集群效率應該會更高。

從日立HUS再看中端存儲趨勢

我們注意到在SAN陣列前端添加NAS網關仍然是今天主流的統一存儲形式，基本上只有NetApp FAS和Oracle使用Sun ZFS文件系統的7000系列保持“另類”。

再來看看x86，Intel Xeon(至強)處理器能否在中端存儲系統市場一統江湖?根據筆者的了解，即將推出的新一代Infrotrend ESVA(企業可擴充式虛擬化架構)將從PowerPC陣營改投x86，NetApp E7900(對應IBM DS5300)的下一代產品如果推出應該也是x86… 引發變革因素的包括擴展性(I/O帶寬上的優勢)、靈活性和性價比等。日立HUS的實際情況又是如何呢?