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    誰(shuí)讓存儲(chǔ)的未來(lái)不再憂(yōu)傷?我們來(lái)細(xì)品一二

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    昔日HDD出游

    車(chē)十乘

    仆從百千

    浩浩蕩蕩橫無(wú)際涯

    眾介質(zhì)紛紛俯首避讓

    唯SDD一人直視車(chē)駕

    凜然指之曰:

    “彼可取而代之!”

    誰(shuí)給存儲(chǔ)體系插上了翅膀?誰(shuí)讓存儲(chǔ)的未來(lái)不再憂(yōu)傷?

    今天讓我們站在技術(shù)流的角度

    細(xì)品一二

    從二進(jìn)制發(fā)展看傳統(tǒng)磁盤(pán)的弊端

    半導(dǎo)體技術(shù)的出現(xiàn)和普及,讓存儲(chǔ)介質(zhì)與存儲(chǔ)模式發(fā)生了翻天覆地的變化,使用二進(jìn)制記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)成為整體存儲(chǔ)模式的主流。

    信息的存儲(chǔ)是一個(gè)物理反應(yīng)過(guò)程,二進(jìn)制即是通過(guò)物理反應(yīng)所產(chǎn)生的物理狀態(tài)來(lái)呈現(xiàn)數(shù)字0和1。比如,我們常見(jiàn)的機(jī)械存儲(chǔ)介質(zhì)里,磁盤(pán)和磁帶是利用電磁極產(chǎn)生的南北極來(lái)記錄0和1,而光盤(pán)則是利用光刻錄時(shí)產(chǎn)生凹槽所反射的不同角度來(lái)記錄0和1。

    在傳統(tǒng)硬盤(pán)上,一次隨機(jī)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的過(guò)程是這樣的:硬盤(pán)首先要驅(qū)動(dòng)磁頭移至數(shù)據(jù)所在磁道,隨后等待磁盤(pán)旋轉(zhuǎn),將該磁道數(shù)據(jù)送到磁頭所在位置。

    影響磁盤(pán)的關(guān)鍵因素是磁盤(pán)服務(wù)時(shí)間,也就是所謂IO延遲,它表示磁盤(pán)完成一個(gè)I/O請(qǐng)求所花費(fèi)的時(shí)間,由尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)延遲和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間三部分構(gòu)成:

    =

    ? 尋道時(shí)間Seek,是指將讀寫(xiě)磁頭移動(dòng)至正確的磁道上所需要的時(shí)間。尋道時(shí)間越短,I/O操作越快,目前磁盤(pán)的平均尋道時(shí)間一般在3-15ms。

    ? 旋轉(zhuǎn)延遲Trotation,是指經(jīng)盤(pán)片旋轉(zhuǎn)將請(qǐng)求數(shù)據(jù)所在扇區(qū)移至讀寫(xiě)磁頭下方所花時(shí)間。旋轉(zhuǎn)延遲取決于磁盤(pán)轉(zhuǎn)速,通常是磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間的一半。比如,7200rpm的磁盤(pán)平均旋轉(zhuǎn)延遲約為60*1000/7200/2= 4.17ms,而轉(zhuǎn)速為15000rpm的磁盤(pán)平均旋轉(zhuǎn)延遲約為2ms。

    ? 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間Transfer,指將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)傳輸完畢所需要的時(shí)間。它取決于數(shù)據(jù)傳輸率,其值等于數(shù)據(jù)大小除以數(shù)據(jù)傳輸率。通常來(lái)講,數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間要小于尋道時(shí)間和旋轉(zhuǎn)延遲。

    然而,這種機(jī)械結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了傳統(tǒng)硬盤(pán)的兩個(gè)缺陷:

    ? 能耗高

    ? 讀寫(xiě)性能低

    電機(jī)系統(tǒng)作為機(jī)械傳動(dòng)裝置,其最高轉(zhuǎn)速——15000轉(zhuǎn)/分鐘基本已達(dá)到物理極限,磁盤(pán)性能的提升空間也到此為止了。

    固態(tài)硬盤(pán)掀起了存儲(chǔ)革命

    隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷成熟,固態(tài)硬盤(pán)SSD和Flash技術(shù)出現(xiàn)了。

    固態(tài)硬盤(pán)和Flash介質(zhì)的基礎(chǔ)存儲(chǔ)顆粒為集成電路的類(lèi)似三極管的裝置:如果要表示0,電極加電壓為電子浮柵電容充滿(mǎn)電子水位;如果要表示1,電機(jī)加電釋放電子水位。

    這種方式克服了傳統(tǒng)機(jī)械磁盤(pán)使用機(jī)械傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的弊端,提高了數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)速度,降低了磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)延遲,同時(shí)降低了機(jī)械傳動(dòng)所產(chǎn)生的磁盤(pán)高耗能。

    ? 那么為什么說(shuō)固態(tài)硬盤(pán)的出現(xiàn)給整個(gè)存儲(chǔ)體系帶來(lái)了革命性的變化呢?

    1. 固態(tài)硬盤(pán)徹底改變了存儲(chǔ)方式與存儲(chǔ)優(yōu)化模型。

    固態(tài)硬盤(pán)SSD是一種電子裝置,避免了傳統(tǒng)磁盤(pán)在尋道和旋轉(zhuǎn)上的時(shí)間花費(fèi),使存儲(chǔ)單元尋址開(kāi)銷(xiāo)大大降低,IOPS可高達(dá)數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)。

    以前必須幾千塊物理磁盤(pán)、十幾個(gè)存儲(chǔ)機(jī)柜才能處理的高并發(fā)、低延遲用戶(hù)應(yīng)用需求,現(xiàn)在僅需占用幾個(gè)U的寥寥數(shù)塊磁盤(pán)就能解決,在大大降低機(jī)房成本和能耗的同時(shí),也改善了用戶(hù)應(yīng)用的使用體驗(yàn)。

    2. 固態(tài)硬盤(pán)徹底改變了磁盤(pán)陣列系統(tǒng)的性能管理模式。

    在典型的讀寫(xiě)負(fù)載壓力條件下,以前的機(jī)械磁盤(pán)陣列體系瓶頸來(lái)源于兩方面:大數(shù)據(jù)塊順序讀寫(xiě)瓶頸在于控制器,速度取決于CPU核數(shù)和主頻;小數(shù)據(jù)塊隨機(jī)讀寫(xiě)的基礎(chǔ)瓶頸則在磁盤(pán)體系,快慢取決于磁盤(pán)數(shù)量和轉(zhuǎn)速。

    而高性能高容量的SSD一誕生,就給磁盤(pán)體系的兩個(gè)角色(角色一:隨機(jī)讀寫(xiě)方式的瓶頸,角色二:性能擴(kuò)展的障礙)發(fā)了“便當(dāng)”,從此使控制器CPU體系成為整體磁盤(pán)陣列讀寫(xiě)的統(tǒng)一基礎(chǔ)性瓶頸。

    SC全閃存,固態(tài)硬盤(pán)與Flash的結(jié)晶

    用戶(hù)對(duì)磁盤(pán)陣列性能進(jìn)一步提升的需求,也推動(dòng)了另一個(gè)存儲(chǔ)市場(chǎng)的產(chǎn)生和蓬勃發(fā)展——全閃存存儲(chǔ)體系。

    全閃存存儲(chǔ)有別于傳統(tǒng)存儲(chǔ)平臺(tái),其技術(shù)優(yōu)化朝著CPU優(yōu)化、SSD讀寫(xiě)優(yōu)化和CPU直通Flash介質(zhì)的方向發(fā)展,不斷優(yōu)化存儲(chǔ)體系性能,降低系統(tǒng)延遲,提高CPU使用效率,從而大幅提升存儲(chǔ)平臺(tái)的讀寫(xiě)性能。

    這方面,戴爾易安信先行致遠(yuǎn),其SC全閃存存儲(chǔ)系列,是戴爾易安信旗下全閃存存儲(chǔ)的先驅(qū),以性能為中心保持高IOS和高吞吐量,可按需實(shí)現(xiàn)橫向、縱向擴(kuò)展,幫助用戶(hù)將運(yùn)營(yíng)效率提升到更高水平。

    戴爾易安信SC5020F和SC7020F,都是3U大小的設(shè)備,帶有8核英特爾?至強(qiáng)?處理器的雙主動(dòng)/主動(dòng)控制器,擁有高達(dá)256GB的內(nèi)存,支持10/25/100Gb iSCSI和16/32GB FC網(wǎng)絡(luò)連接的多協(xié)議。

    主要特點(diǎn):

    1.高性能:?jiǎn)我魂嚵锌蛇_(dá)39.9萬(wàn)IOPS,多陣列至大聚合IOPS性能可達(dá)390萬(wàn);

    2.聯(lián)合數(shù)據(jù)遷移、擴(kuò)展和保護(hù):鏈接到聯(lián)合多陣列集群,可實(shí)現(xiàn)輕松、無(wú)中斷的工作負(fù)載遷移和負(fù)載平衡,包括內(nèi)置業(yè)務(wù)連續(xù)性的自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移功能;

    3.自我優(yōu)化效率:智能刪除和壓縮重復(fù)數(shù)據(jù),RAID分層和無(wú)處不在的自動(dòng)精簡(jiǎn)配置有助于節(jié)省成本;

    4.全包軟件:每個(gè)高級(jí)SC系列功能都包含在內(nèi),無(wú)需購(gòu)買(mǎi)或維持額外的軟件許可證。

    并且SC全閃存儲(chǔ)系列內(nèi)嵌Live Migrate功能,能夠在本地、城域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)多陣列聯(lián)合,構(gòu)建一個(gè)“存儲(chǔ)聯(lián)邦”,用戶(hù)無(wú)需中斷工作負(fù)載或重新配置主機(jī),即可在陣列間以透明的方式移動(dòng)卷。

    借助Live Migrate,存儲(chǔ)聯(lián)邦可以在跨異構(gòu)SC陣列的聯(lián)合集群中實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡,新陣列添加到聯(lián)合集群后,無(wú)需修改配置,即可自動(dòng)將新陣列用于負(fù)載平衡,這既能更大限度地提高陣列性能和資源利用率,同時(shí)也有利于減輕數(shù)據(jù)中心管理工作。

    另外,戴爾易安信的存儲(chǔ)聯(lián)邦可以實(shí)現(xiàn)多套陣列間的數(shù)據(jù)交互和零停機(jī)數(shù)據(jù)切換遷移,多陣列形成一個(gè)可統(tǒng)一管理的存儲(chǔ)資源池,對(duì)于幫助企業(yè)應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)高峰需求、提高存儲(chǔ)資源利用率有著深遠(yuǎn)意義。

    寫(xiě)在最后:

    當(dāng)然,盡管固態(tài)硬盤(pán)有諸多優(yōu)點(diǎn),它也并非存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的終點(diǎn),只要超高IOPS和超低IO延遲的需求不斷提出,人類(lèi)就必須在存儲(chǔ)技術(shù)上不斷進(jìn)步。一旦新的存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展成熟,它們必將取代傳統(tǒng)固態(tài)硬盤(pán),承擔(dān)起未來(lái)存儲(chǔ)體系的負(fù)載重任。未來(lái)究竟怎樣,讓我們盡情期待吧!

    尊敬的讀者

    突如其來(lái)的疫情讓線(xiàn)下全面進(jìn)入停課期

    也讓教育行業(yè)提前進(jìn)入“線(xiàn)上化”的軌道 

    這一次的疫情考驗(yàn)的不止是院校、機(jī)構(gòu)的應(yīng)變能力

    更是對(duì)智慧教育

    數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力的全面考驗(yàn) 

    因此,今天上午

    9:30-12:00

    戴爾科技將邀請(qǐng)戴爾專(zhuān)家以及教育行業(yè)專(zhuān)家等

    舉辦在線(xiàn)教育網(wǎng)絡(luò)研討會(huì) 

    就教育行業(yè)云桌面的選擇以及授課教師遠(yuǎn)程授課解決方案

    等話(huà)題進(jìn)行分享和介紹

    歡迎觀(guān)看下圖了解會(huì)議詳情

    并掃碼參會(huì)

    Ps.按時(shí)參加并完整聽(tīng)課的同學(xué)

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