不使用RAID的新式儲存系統

IBM日前發表了最新的儲存系統XIV，該產品是由去年併購的以色列公司XIV技術衍生而來，是一種可串連的叢集式儲存系統，完全拋棄RAID架構，改由透過乙太網路交換器連結15個儲存模組，每個儲存模組內含12個1TB的SATA硬碟，也就是說最多可以提供180TB的儲存空間，排除掉鏡像備援的資料後，每套系統能提供約80TB的空間。每個檔案在存入系統時，都會透過特殊演算法被切成1MB大小的區塊，分別存到同一個儲存模組中的不同硬碟中，讀取檔案時再重新組合。資料區塊也會自動備份到其他的不同模組中，當一個儲存模組發生故障時，能由其他模組回復資料。



捨棄RAID，改以演算法切割檔案達到系統內備援
IBM XIV儲存系統全球產品行銷總經理 Stephen Grillo表示，XIV所採用的系統是一種全新的架構，和一般儲存設備用控制器、快取記憶體、硬碟這3大主要元素形成的架構完全不同。首先，XIV拋棄RAID架構，這之中最主要的關鍵就是XIV能夠以獨特的演算法分解檔案，將每個檔案平均切成1MB大小的區塊，分散到同一模組中的不同硬碟上，每個儲存模組都擁有自己的快取記憶體，控制器在架構中則不復存在，取而代之的是透過虛擬化的方式，由系統內建虛擬控制器的功能。每個1MB大小的檔案區塊，在存入儲存模組時，也會自動將區塊的資料備份到其他3個儲存模組上，若儲存檔案的模組有硬碟壞掉，還可以透過其他3個模組的鏡像備援來還原資料。

也因為這樣的架構，同一儲存模組中的12個硬碟，在每次檔案存取時，都是同時運作，Stephen Grillo指出，這使得XIV即便使用低轉速的SATA硬碟，也不會有存取效能上的問題。Stephen Grillo說：「因為越多讀取頭同時運作，就代表著資料存取的速度越快，這是RAID架構沒辦法做到的。此外，檔案回復的時間也更快，舉例來說，根據我們實測的結果，如果有一個模組內的硬碟壞掉，透過其他模組來回復1TB的資料，僅須要30分鐘。這比傳統的回復速度快很多。這減少了資料損壞的風險，在30分鐘內同一模組壞掉2個硬碟的機率很低。」

此外，除了多讀取頭的模式提升存取速度，XIV之所以能夠做到短時間內回復資料，還有一個原因，是因為其特殊的檔案儲存方式，讓系統在回復資料時，不需要以一般儲存系統的Block Level進行還原，建立索引表，取而代之的僅需回復實際寫入的資料。不過，Stephen Grillo也指出：「如果單一模組內的資料在復原時，第二個硬碟壞掉，資料同樣會流失，但未來的版本將能解除這個限制。」

由上述可知，IBM最新的XIV系統，和一般儲存系統的傳輸介面與控制器、快取記憶體連結，然後再與RAID架構的硬碟連結，這種架構上完全不同。XIV是傳輸介面直接與乙太網路交換器和傳輸介面連結，而後再與15個儲存模組連結。Stephen Grillo表示，這讓XIV在系統串接上更有彈性，不會受限一般儲存系統的硬體限制，可以透過串接形成更大規模的儲存叢集。

單一系統最多串接5套，100毫微秒可完成50TB的快照
在展示中，Stephen Grillo並沒有公布虛擬控制器的詳細設計與功能，僅表示每套XIV都必須撥出2.5TB的空間供系統運作使用，XIV支援24個4Gb/s的光纖通道連接埠、6個1Gb/s的iSCSI連接埠。XIV也提供Thin-Provisioning功能，能透過圖形化的介面建立和調配磁區，且該功能不需另外收費。XIV每個模組都擁有8GB的快取記憶體，系統能夠針對使用者常使用的資料做快取，加快運作速度。整個系統來看，擁有120GB的快取記憶體容量。此外，每個儲存模組都擁有自己的處理器，所採用的是Intel的處理器。

Stephen Grillo表示，目前根據IBM的實測，XIV最多可以串接5套做為單一系統使用，也就是在排除鏡像備援的狀況下，可以提供400TB的容量，但理論上未來應該可以串接更多。

而在快照（Snap-Shot）的能力上，Stephen Grillo指出，XIV的架構也能提供非常高的效能。在100毫微秒（1毫微秒等於10億分之一秒）的時間內，能夠完成50TB大小的檔案快照，如果是資料庫，同樣在100毫微秒的時間內，可以完成25TB大小的資料庫快照。完成快照之後立刻就能供企業作為測試環境和資料探勘（Data Mining）之用。

Stephen Grillo表示，目前XIV在全球約有35個先行使用者，最大的使用者是總部在英國的Leumi銀行，使用8套XIV作為該公司Oracle資料庫的儲存設備。臺灣IBM系統暨科技事業處系統儲存設備高級產品專員張家豪表示，XIV在臺灣的正式上市時間，預計將在明年初，價格還未定，但應在IBM的中階產品價位。

除了XIV外，IBM亦發表重複資料刪除產品Diligent除了XIV之外，IBM另一家在今年併購的重複資料刪除技術公司Diligent，也正式納入IBM的產品線。IBM系統暨科技事業處儲存專案經理 Harold McCain表示，Diligent在市場上已經有2.5年的歷史，過去也曾為其他儲存設備廠商供應產品，目前在全球有200個企業使用。正式納入IBM的產品線後，將補足IBM過去沒有的重複資料刪除這一塊市場。

Diligent的主要產品是軟體，未來將以安裝在IBM的X系列伺服器上推出，透過與儲存設備的串接，達到即時重複資料刪除的能力，本身並不配有儲存空間。Diligent目前已經在臺灣上市。

IBM是在今年1月完成XIV的併購；今年4月完成Diligent的併購。對於IBM來說，Diligent的併購全然是補足原本在儲存市場上所缺少的重複資料刪除產品線。而XIV的併購，則是IBM看好過去XIV的Nextra產品技術，而這次推出的XIV系統，正是此一技術的展現。

不過目前XIV系統的儲存空間仍僅能提供180TB，對大型企業來說稍嫌不足，多數一般高階儲存設備的附加功能也尚未完善，未來IBM是否會持續拓展此一產品線的規模，還有待時間來解答。

XIV過去的Nextra產品和XIV系統架構相同，唯規模較小，僅提供120TB大小的產品，在市場上已經擁有2年多的歷史，全球的客戶使用的容量超過4PB。目前Nextra產品也納入IBM之中，120TB大小的空間扣掉鏡像備援等應用，實際可用空間為51TB，總快取記憶體為32GB。文⊙劉哲銘