當前的全Flash陣列生態
依照研究機構Gatner發布的2012年SSD元件與SSD-based應用伺服器調查報告,在全Flash陣列領域,目前傳統磁碟陣列SSD版、專屬硬體式Flash陣列與通用硬體式Flash陣列三類產品,大致呈現三足鼎立的局面。傳統磁碟陣列SSD版與專屬硬體式Flash陣列,各占大約4成份額,通用硬體式Flash陣列則占剩餘的2成。

就當前的市占來看,傳統磁碟陣列SSD版占有最大的比重;不過從發展趨勢來看,通用硬體式Flash陣列類型產品的發展勢頭最為蓬勃,新廠商與新產品大都集中在這個類型。至於專屬硬體式Flash陣列,由於供應商與產品選擇相對少了許多,可能會制約日後的發展。接下來我們便逐一介紹這三種類型全Flash陣列主要的廠商與產品。

傳統磁碟陣列SSD版主要產品
如前所述,目前幾乎所有傳統磁碟陣列廠商,都能提供將硬碟換成SSD的選項,讓原來的磁碟陣列化身為全Flash陣列。不過就傳統磁碟陣列來說,除非在控制器架構或韌體上作一定程度的調整,否則將無法充分發揮SSD的效能效益。所以我們這裡介紹的,是至少針對SSD調整了韌體的「專業型」磁碟陣列SSD版,而非只是單純換上SSD的一般傳統磁碟陣列。

HDS HUS VM All Flash
HUS VM 的全Flash版本是HDS剛在今年7月發表的新產品,這是一款基於Hitachi Accelerated Flash(HAF)模組的產品。自HDS在2012年11月推出HAF模組後,旗下的VSP、HUS VM與VSP等儲存產品都可選用這種Flash儲存模組來獲得更高的I/O性能,除此之外,HDS還在HUS VM產品線中,增添了一款採用HAF儲存模組的全Flash版本。

這款HUS VM 全Flash版,由HUS VM的5U雙控制器單元,搭配HAF的2U儲存機櫃而成,可提供154TB的最大容量。就形態來說,這款產品是HUS VM家族的衍生型,不過HDS也增添了一些針對Flash記憶體存取的調整。

首先,HDS升級了HUS VM全Flash版的作業系統,使之能適應後端的Flash單元。其次,HDS並不是直接選用市場上現有的SSD,而是採用自身開發的HAF模組來作為儲存單元。相較於市場上常見的企業級SSD,HAF的磁碟單元同樣採用MLC Flash與SAS介面,但每個Flash記憶體模組的容量可達1.6TB,不久前還發表了新的3.2TB模組,容量比市售最大容量的SSD大了2~4倍,還採用了Hitachi自行設計的Flash控制器ASIC晶片,能提供許多針對Flash記憶體存取的最佳化功能。

每個HAF的2U儲存機櫃可安裝12個Flash模組,儲存機櫃再透過8G FC介面與HUS VM控制器連接,HUS VM 全Flash版最多可搭配8組儲存機櫃。

藉由採用全Flash架構,HUS VM 全Flash版可將I/O吞吐量從HUS普通版的25萬IOPS,躍升到50萬IOPS,而且還兼容於HUS VM原有的所有軟體功能,包括選購File模組提供NAS共享存取功能,以及搭配傳統硬碟的自動分層儲存功能等。

HP 3PAR StoreServ 7450
Storeserv 7450是HP在今年6月發表的HP 3PAR StoreServ 7000系列的全Flash版本,沿用了StoreServ 7400的基本架構,但後端改用全部安裝SSD的磁碟櫃,有100GB SLC、200GB SCL與400GB MLC等3種SSD模組可選。

與StoreServ 7400相似,StoreServ 7450也可支援雙控制器節點或4控制器節點,但處理器與記憶體規格更高,StoreServ 7400採用6核心1.8GHz處理器,最大快取容量64GB,StoreServ 7450則為6核心2.3GHz處理器,最大快取容量提高到128GB,另外在系統韌體方面也有所調整,可因應後端的SSD而啟用可縮減存取延遲的自適應讀取/寫入(Adaptive read/write)、有助於改善快取效率的自動快取卸載(offload),與針對混合工作負載並存環境下、確保服務效能的多I/O承載處理等功能。

藉由後端採用全SSD配置,加上韌體功能的調整,StoreServ 7450的效能可從StoreServ 7400的不到40萬IOPS,一舉躍升到55萬IOPS,而且占用的空間與功耗都大幅減小,還相容於StoreServ家族豐富的軟體功能。

NetApp EF540
EF540是NetApp在今年2月中發表的首款全Flash陣列產品,沿用了NetApp E系列磁碟陣列中的E5424基本架構,硬體是相同的2U/24Bay雙控制器機箱,只是磁碟機改用800GB的SAS介面SSD(MLC Flash)。軟體部份也同樣是SANtricity 10.86版作業系統,擁有與E5400系列相同的軟體功能,包括儲存硬體管理、多路徑管理,以及選購的快照與災難復原套件(同步與非同步遠端複製),但另外針對Flash記憶體的特性提供了主動損耗監控與警告功能,還有提高4倍的queue depth,以便更充分發揮SSD效能。

Dell Equallogic PS6100S/6110S
早在2009年時,Dell便為Equallogic PS6000系列提供了選用SLC SSD的選項。稍後在2011年8月的Equallogic產品改版中,Dell將MLC SSD納入該產品線儲存裝置選項、並在新發表的5.1版韌體中增加了一些針對SSD的調整(分層與負載平衡功能),同時也在PS6100系列中新增一款預先搭載24臺SSD的全Flash機型PS6100S,硬體規格與軟體功能與PS6100系列相同,後端磁碟可選用200GB或400GB的SSD。

接下來Dell在2012年2月發布採用10GbE介面的新一代產品PS4110與PS6110時,同時也包含了PS6110系列中的全Flash機型PS6110S,PS6110S與上一代的PS6100S十分相似,但其配備的10GbE傳輸介面,比PS6100S的GbE更能發揮SSD的傳輸效能。

專屬硬體式Flash陣列主要產品
相較於另兩類全Flash陣列,專屬硬體式Flash陣列的技術門檻相對高了許多,連帶的供應商也相對較少,目前只有IBM、Violin Memory與Skyera等寥寥數家而已,而且由於軟硬體都是各自的專屬設計,因此產品特性也相差很大。

IBM FlashSystem
FlashSystem是IBM於2012年8月收購TMS(Texas Memory Systems)後,於2013年4月所推出的全Flash陣列產品線。TMS是固態儲存設備的先驅者,早在30多年前,就已推出了基於DRAM的全固態儲存陣列,近年來則逐漸轉往Flash-based的固態儲存產品,該公司的Ramsan系列是固態儲存設備領域的著名產品。

IBM新推出的FlashSystem系列,目前一共有4款產品——710、810與720、820,基本上就是原先TMS Ramsan 710、810、720、820等4款產品的更名改款。這系列產品採用獨特的條狀Flash記憶體模組設計,內含專屬的FPGA控制器,Flash模組透過PCIe介面來與後端I/O介面模組介接,比起一般採用SAS介面的2.5吋SSD,FlashSystem的Flash記憶體模組可利用高速的PCIe匯流排獲得高頻寬、低延遲的優勢,並提供更高的儲存密度,在1U高度機箱內可提供最大10TB或20TB的容量。相較下,若採用標準的2.5吋SSD,則1U機箱大約只能提供5~10TB容量。

IBM/TMS的產品型號便代表了產品的型式,型號的頭一個數字若為7,代表採用SLC Flash,數字8代表採用eMLC Flash。第2個數字若為1,代表沒有獨立的RAID控制器,由各Flash模組的控制器構成跨模組的JBOF或RAID 0空間,僅依靠各Flash模組控制器的Variable Stripe RAID與ECC功能,來復原個別Flash晶片或晶片中個別區塊失效的問題,但沒有因應整條Flash模組故障的能力,雖然可更換故障的Flash模組,但該模組上的資料將會遺失。若為數字2,則代表高可用性(HA),除了Flash模組層級的Variable Stripe RAID功能外,還提供2D Flash RAID模組,以提供系統層級RAID 5保護功能,可跨所有Flash模組設定RAID 5+熱備援組態,因應某條Flash模組整個失效的情況。

延續TMS時代的作法,IBM將FlashSystem定位為單純提供高速儲存空間,所以並未內含快照、遠端複製等進階功能。

Violin Memory V3000/V6000

Violin是一家2005年成立的Flash-based固態儲存設備專業廠商,目前該公司的產品有6000與3000兩個系列。其中6000系列採用3U機箱,又分為SLC Flash記憶體的6600與MLC Flash記憶體的6200兩款,可提供6~32TB容量,提供的前端主機介面包括8Gb FC、10GbE與InfiniBand等三種常見類型,還提供特別的PCIe直接連接功能。

3000系列同樣也採用3U機箱,分為採用MLC Flash的3120,與採用SLC Flash記憶體的3202/3205/3210/3220等兩種類型,可提供2.6TB~23TB容量,前端介面有8Gb FC、10GbE,以及PCIe直接連接等3種。

Violin產品最大特色,在於採用自身獨有的Violin Intelligent Memory Module(VIMM)封裝方式的Flash記憶體模組,每個VIMM分為16個Flash Package,每個Flash Package含有8顆SLC或MLC Flash晶片,每個VIMM模組都有獨立的控制器、DRAM與管理用處理器。VIMM再組成vRAID,在vRAID控制器的控制下組成RAID群組,再經由陣列控制器與記憶體閘道器模組的轉換,來與網路I/O模組連接。

以6000系列來說,便可在3U機箱內容納最多64個VIMM模組,其中4組為固定的備用模組,另外還有4個vRAID控制器模組、2個陣列控制器與2個記憶體閘道器,組成高可用性架構。

Violin與IBM的FlashSystem雖然同屬專屬硬體式全Flash陣列,但在軟體功能方面採取完全不同的策略,藉由專屬vMOS作業系統,Violin旗下的Flash-based固態儲存設備都能支援快照、加密、Thin Provisioning等進階應用功能,還支援VMware VAAI架構,並提供vCenter嵌入套件,軟體功能遠比FlashSystem豐富許多。

Skyera skyHawk/skyEagle
Skyera是2012年4月由其前身StorCloud更名而來的新創全Flash儲存廠商,目前旗下有skyHawk與skyEagle兩款產品。

即使身處充斥各式各樣特殊硬體設計的專屬硬體式全Flash陣列領域,Skyera的產品設計依舊非常地具有特色。

首先是極高的儲存密度。如同同類產品,Skyera亦不採用既有的SSD模組,而採用直接安插在主機板上、類似記憶體DIMM模組的Flash模組,整個主機板上可安插數十條這種Flash模組。

以skyHawk來說,便能在半長深度(half-depth)機箱內的主機板上安插最多24個Flash模組,每個模組有1TB或2TB容量,可提供44TB最大容量(扣除損耗預備用的額外4TB容量),這樣的儲存密度比同樣是1U機箱的IBM FlashSystem高出2倍以上。

更驚人的是今年8月發表的skyEagle,在相同的1U半長深度機箱內可安裝88個DIMM式Flash模組,每個模組可提供6TB容量,最大容量高達500TB!(已扣除損耗預備用的28TB)。

Skyera的產品能達到如此高的儲存密度,一方面是DIMM式Flash模組能更充分地利用機箱空間,可像DRAM一樣插滿整個主機板;另一方面則是拜美光20nm製程的128Gb MLC NAND Flash晶片之賜,能在有限面積的晶片內提供更高儲存容量。以skyHawk來說,便藉由這兩種方式在1U機箱內容納了超過3,000個Flash晶片,因而能提供44TB的最大容量。

但即使如此,宣稱能在1U高度提供500TB容量的skyEagle,儲存密度還是太過驚人,比任何競爭對手都高了50倍以至100倍,1U機箱的容量就比其他產品裝滿整個42U機櫃的總容量還大,甚至讓許多人懷疑其真實性。

雖然Skyera宣稱skyEagle採用了SK海力士的16nm製程MLC Flash記憶體晶片,藉以得到更高的儲存密度,而在這樣高的容量密度下,skyEagle的每GB單位容量成本將只有1.99美元,比其他競爭對手低了80%~90%,經過壓縮與重複資料刪除處理縮減資料、擴展可用容量後,還可把每GB成本降到0.49美元。不過skyEagle要等到2014年上半年正式出貨,Skyera能否兌現承諾仍有待觀察。

其次,Skyera的產品除了儲存密度極高外,也提供了極高的傳輸埠頻寬。skyHawk在1U機箱的背面整合了40個GbE埠與3個10GbE埠,傳輸埠配置之緊密如同企業級交換器一般;skyEagle的傳輸埠配置亦十分驚人,可選擇16個16G FC埠或16個10GbE埠,還有24個PCIe×4或96個PCIe×1介面。

藉由大量的Flash晶片與龐大的傳輸能力,Skyrea的全Flash陣列能提供強大的I/O性能,skyHawk可達40萬IOPS,skyEagle更高達500萬IOPS。

另外Skyera產品的SeOS儲存管理軟體也能提供豐富的功能,較舊款的skyHawk能提供iSCSI與NFS兩種傳輸協定,還有快照、Clone、加密、Thin Provisioning等功能。

至於在眾所矚目的skyEagle方面,預定在2014年上半年推出的第一階段版本,將有最大250TB容量的規格,可支援FC、iSCSI、NFS等傳輸協定,以及高可用性容錯與同步複製功能。2014年下半年推出的第二階段版本,則將提供500TB容量,並增加FC與CIFS傳輸協定的支援。

典型的專屬硬體式全Flash陣列- IBM FlashSystem 710

IBM的FlashSystem源自TMS的Ramsan系列,TMS的固態儲存陣列一向採用獨自的專屬設計,而不使用既有的通用硬體。以這裡介紹的FlashSystem 710來說,便採用獨特的PCIe介面條狀Flash記憶體模組設計,整個主機板上可安插20條Flash記憶體模組。

比起常見的SAS介面SSD,藉由這種直接在主機板上以PCIe介面安插條狀Flash記憶體模組的方式,FlashSystem可擺脫6G SAS介面的制約,利用PCIe介面獲得更高的效能,並更充分地利用1U機箱的空間。FlashSystem 710使用的記憶體模組為每條256GB的款式,另一款FlashSystem 810則採用每條512GB的Flash記憶體模組,插滿20條模組後,可在1U高度的機箱空間內,提供5.2TB或10.3TB的儲存容量。

打開機箱後,可發現FlashSystem的內部機構與一般的儲存設備或伺服器均完全不同,機箱內最大的一塊中央空間被用於安插Flash記憶體模組,機箱後方設有I/O模組,左側則有備援用電池與熱抽換電源供應器。

1U尺寸輕巧機身
FlashSystem 710採用1U機箱設計,機箱面板設有用於設定管理埠IP位址、顯示系統狀態的LCD與效能指示燈號。

FlashSystem 710機箱背面
FlashSystem 710有8G FC與40Gb InfiniBand兩種I/O介面可選,照片中安裝的是8G FC介面,此外另有一個管理用的RJ-45 GbE埠。

FlashSystem控制台
透過FlashSystem專屬管理軟體,連接FlashSystem的GbE管理埠即可登入管理系統。FlashSystem定位為單純提供高速儲存空間,並沒有什麼附屬軟體功能,所以管理功能也相當簡單,主要是提供狀態與效能監控。

Flash記憶體模組
FlashSystem採用獨特的PCIe介面條狀Flash記憶體模組,模組內含專屬的FPGA控制器,直接安插在主機板的PCIe插槽上。FlashSystem 710採用的是每條256GB容量的SLC Flash模組。一次要安裝4條(一共1TB容量)的Flash模組。

通用硬體式Flash陣列主要產品
這是目前發展最蓬勃的全Flash陣列領域,集中了包括一線大廠與新創廠商在內的眾多產品,這類產品雖然是基於一般常見的伺服器硬體元件(處理器、I/O介面卡與SSD等),但憑藉著各廠商專屬的儲存作業系統,能充份因應Flash記憶體的存取特性,並提供豐富的軟體功能。

EMC XtremIO
在2012年5月併購以色列專門發展Flash-based固態儲存設備的新創廠商XtremIO後,EMC獲得了一條獨立的全Flash陣列產品線,並在今年初向部份用戶交付了XtremIO早期版本。

XtremIO的產品是一種Scale-Out叢集架構的Flash-based儲存陣列,基本單元稱為X-Brick,可串接最多8組X-Brick組成叢集,線性擴展容量與效能,當堆疊4組X-Brick時,可提供100萬與40萬IOPS的隨機讀取與寫入效能。

每組X-Brick是一個4U單元,由2組1U控制器機箱與1組內含Flash SSD的2U磁碟機箱組成,每組控制器內含多核心處理器,以及作為前端傳輸介面的8Gb FC與10GbE埠,還有與其他X-Brick互連用的InfiniBand埠,磁碟機箱則含有25臺SAS SSD(含備援用),所有元件都是標準化的規格(EMC目前尚未公布詳細的XtremIO硬體規格,先前在測試階段傳出的規格為:每組控制器含2顆6核心x86處理器,所以每個X-Brick單元一共有24核心處理器,以及8Gb FC與10GbE埠各4組)。

藉由專屬的XIOS作業系統,XtremIO不僅能提供Scale-Out叢集擴展功能,還擁有較多數同類產品更豐富的進階應用功能,包括快照、Thin Provisioning與VMware VAAI整合等,特別的是還提供同類產品中少見的壓縮與In-line重複資料刪除功能,可有效縮減實際寫入SSD的資料量,從而延長SSD壽命。

Cisco Whiptail Accela/Invicta
上個月初才剛被Cisco併購的Whiptail,是2009年才成立的新創廠商,目前旗下有Accela與Invicta兩個全Flash陣列產品線。

Accela是一種入門級的全Flash陣列,採用常見的2U/24Bay伺服器機箱,機箱前方的磁碟槽可安裝24臺MLC SSD,透過主機板插槽可選擇安裝10GbE、8G FC或InfiniBand等網路I/O卡,搭配Whiptail專門針對MLC Flash存取設計的Racerunner作業系統,可支援FC、iSCSI、NFS與SRP等傳輸協定,並提供RAID保護、非同步遠端複製與VMware VAAI的支援。

除了基本款之外,Accela另外還有一款附加了Thin Provisioning與In-line重複資料刪除功能的Accela-D,基本規格與Accela相同,由於Thin Provisioning與重複資料刪除運算消耗了部份處理器效能,I/O效能略低於Accela,但可提供資料縮減功能。

Invicta則是提供高可用性與Scale-Out擴充能力的高階機型,由扮演控制器角色的Routers節點,與扮演磁碟櫃角色的儲存節點組成,每臺Routers節點為1U高度,以兩臺一組的方式安裝在一個2U機箱內,儲存節點則為標準的2U/24Bay磁碟櫃機箱。

Invicta基本組態為2臺Routers節點搭配2臺儲存節點,構成1個6U單元,用戶可視需求連接最多6臺儲存節點提供最大144GB容量。如同Accela與Accela-D的區別,Invicta也提供了未含/含有Thin Provisioning與重複資料刪除運算功能的兩種節點版本。

有更高需求的用戶可選購Invicta的衍生型Invicta,可提供最大6臺Routers節點與30臺儲存節點,提供最大720GB的容量與40GB/s的存取頻寬。

除了Accela與Invicta兩大產品線外,Whiptail在今年6月還發表了一款入門級的WT-1100,採用較緊緻的1U機箱,儲存容量與效能分別降為4TB與10萬IOPS。

NetApp FlashRay
NetApp在全Flash陣列領域雖然已有了EF540,但這款產品無論在效能還是擴充能力方面,都難以和其他廠商的產品相比,因此NetApp目前正在開發一款新產品FlashRay,以補這方面的不足。

FlashRay據稱就是NetApp於2012年12月透露的Mars計畫開發成果,目前NetApp還沒有發表具體的規格,一般推測這款新產品應是採用新的通用硬體架構,而不像EF540是沿用NetApp E系列磁碟陣列架構,外界也預期FlashRay還會支援Scale-Out橫向擴充、Inline重複資料刪除與即時壓縮等功能。

Nimbus Data Gemini

與先前的S-Class與E-Class相似,Gemini也採用了2U/24Bay機箱,但提供先前產品沒有的主動-主動雙控制器架構,並可選擇從256GB到2TB等不同容量的SSD模組。透過選擇不同型號的控制器,Gemini可提供16G/8G FC、10GbE、40GbE、GbE與InfiniBand等不同類型的網路傳輸埠,搭配Nimbus Data的HALO作業系統,可支援FC、iSCSI等區塊傳輸協定、CIFS/NFS等檔案傳輸協定,以及InfiniBand SRP協定。

Pure Storage FlashArray
Pure Storage是家2009年成立的新創廠商,在2011年8月才發表第一款產品FlashArray。FlashArray採用控制器機箱與磁碟機箱分離的型式,目前有FA-300與FA-400兩個產品系列。

兩個系列都是採用相同的2U控制器機箱與2U磁碟機箱。FA-300的控制器機箱搭載了2顆Intel 6核心處理器與96GB記憶體,含有前端連接用的4組8G FC埠或4組10GbE埠,還有與其他控制器連接、組成高可用性叢集用的InfiniBand埠,磁碟機箱則含有2臺NVRAM儲存裝置與22臺256GB SSD,透過6Gb SAS介面與控制器機箱連接。

今年5月發表的新款FA-400,控制器則搭載了2顆Intel 8核心處理器與192GB記憶體,磁碟櫃則搭載24臺512GB SSD。憑藉著更高規格的控制器與磁碟櫃,FA-4000的I/O效能與容量都兩倍於舊的FA-300。

值得一提的是,FlashArray可藉由專屬的Purity作業系統提供相當豐富的進階功能,包括快照、Thin Provisioning、壓縮、重複資料刪除等,還有搭配VMware平臺的嵌入套件,軟體功能相當完整。

SolidFire SF3010/SF6010/SF9010
SolidFire是家2010年6月成立的年輕公司,目前旗下有SF3010、SF6010與SF9010等3款產品。3款產品都是採用1U/10Bay機箱,每組機箱可安裝10臺2.5吋SSD,無論機箱還是SSD,都是通用的標準元件,但藉由該公司的Element作業系統,可提供極為強大的Scale-Out擴充能力,還有獨特的「Helix」非RAID式資料保護機制,以及Thin Provisioning、壓縮、In-line重複資料刪除等功能。

SF3010/SF6010/SF9010的基本組態從5個節點起跳,最大可組成100個節點的叢集,從而提供PB等級的儲存容量與5百萬IOPS等級的效能,是當前擴充能力最大的全Flash陣列。

3款機型的機箱是相同的,只是處理器、記憶體與SSD規格不同,SF3010搭載2顆6核心2.5GHz處理器、72GB記憶體與10臺300GB SSD;SF6010同樣搭載2顆6核心2.5GHz處理器,記憶體提高到144GB,SSD也是容量加倍的600GB款式;最高階的SF9010則採用2顆8核心2.6GHz處理器、256GB記憶體與10臺960GB的SSD模組。

另外要特別注意的是,SolidFire只支援以乙太網路為基礎的iSCSI協定,每組節點都含有管理用的2組GbE埠,與資料傳輸用的2組10GbE埠。

Kaminario
Kaminario是2008年成立、專門提供固態儲存設備的年輕公司。該公司的K2系列固態儲存系統原本含有DRAM-based架構、DRAM+Flash混合架構與全Flash架構等不同型式,不過在今年4月發布的K-2系統第4版改款後,目前已轉移到全Flash架構。

K2全Flash陣列的基本單元稱為K-Block,每個K-Block由多組K-Node節點組成,用戶可透過Scale-Out方式,堆疊不同數量的K-Block模組,獲得不同的容量與I/O效能。透過Kaminario的SPEAR作業系統可提供跨FC與iSCSI多協定支援、快照與VMware VAAI支援等功能。

Astute Networks ViSX
Astute早先業務是以發展TCP/IP加速網路設備為主,不過近來則轉往發展針對虛擬平臺存取加速應用的Flash-based純固態儲存設備。該公司在2011年8月發表第一款稱為ViSX VM Storage Appliances的Flash固態儲存設備,顧名思義,這款是專門針對虛擬環境的儲存應用設備,主機端環境可支援VMware ESX/ESXi、微軟Hyper-V、Citrix XenServer與Red Hat RHEV等平臺,用於加速虛擬環境下的I/O。

Astute推出的第一代ViSX產品是ViSX G3,稍後在2012年8月又推出新一代機型ViSX G4,全系列產品均採用2U/24Bay機箱,可安裝24臺SAS介面eMLC Flash記憶體模組,初期版本有2.4TB、4.8TB與9.6TB等三種容量的款式,均含有2個10GbE埠與4個GbE埠,可支援iSCSI協定。

與同類產品相比,ViSX特點在於控制管理介面是內嵌在VMware vCenter內,並提供RAID保護、inline重複資料刪除,以及透過ViSX Replication軟體提供的同步/非同步遠端複製功能。2013年4月發表的新款則能選用容量更大的400GB、800GB、1900GB eMLC,或400GB、800GB MLC SSD,容量選擇範圍擴大到1.6TB到45.6TB。

典型的通用硬體式全Flash陣列 Nimbus Data S255M

S255M的硬體本身就是一臺常見的2U、二路伺服器,從主機板、處理器、記憶體到各式I/O介面卡,都是通用的標準元件,有助於降低硬體部份的成本,並便於引進最新硬體技術來提高效能。

Nimbus Data的全Flash陣列屬於十分典型的通用硬體式架構,從處理器、記憶體、主機板,到網路介面與SSD,都是由標準的通用元件組成,搭配Nimbus Data專屬的HALO作業系統來提供儲存服務。

以我們這裡介紹的S255M為例,整臺設備的硬體基本上就是一臺強化了I/O性能的的標準2U、二路伺服器,系統核心是2顆2.4GHz的6核心Xeon E5645處理器與48GB記憶體,搭配作為SAS控制器、用於連接SSD的2片LSI SAS9211-8i SAS HBA卡。

機箱前方安裝的24臺SSD先接到背板上,然後再接到PCIe插槽上的2片SAS HBA上。主機板上一共有7個PCIe擴充槽,除2個插槽被2片SAS HBA占走外,還有5個空插槽,可視用戶需要安裝FC HBA、10GbE NIC或InfiniBand HCA卡。

除了I/O方面的配置特別高檔外——磁碟槽全面安裝SSD,且SAS HBA卡也使用了2片,S255M的硬體看來就和常見的2U伺服器沒什麼不同,但藉由搭載Nimbus Data的HALO作業系統,可提供橫跨區塊與檔案兩種存取型態的儲存服務,並支援包括FC、10GbE與InfiniBand在內的多種傳輸介面,一機即能兼任FC、iSCSI區塊存取與NFS/CIFS檔案存取功能,還有快照功能。透過外接S255X擴充磁碟櫃,可讓S255M管理最多240臺SSD,並提供最高達80萬IOPS的隨機存取效能。

S255M機箱背面配置
S255M直接使用主機板內建的2組GbE埠充當管理埠,至於連接前端主機需要的各式網路介面,與串接後端擴充磁碟櫃用的SAS介面,則透過在主機板上安插介面卡來提供。

SSD模組
S255M預載了24臺100GB的SSD模組,Nimbus Data採用的是企業等級的Flash記憶體,有額外28%的預備容量,更能因應長期使用造成的寫入壽命耗損。

S255M的網頁控制臺
Nimbus Data的HALO作業系統原本只提供文字命令列介面,直到今年4月發布的8.5版,才新增了圖像介面的網頁式控制臺,可提供基本設計管理,以及豐富的系統狀態儀表板與效能圖表功能。

 

S255M的I/O介面卡
S255M的網路介面卡都是市售標準型式,照片中由左至右分別為:提供FC SAN連接的QLogic QLE2562 8G FC HBA卡;提供NAS檔案存取與iSCSI連接的Interface Master公司Niagara 32711 10GbE網路卡;用於連接SSD的LSI SAS9211-8i SAS HBA卡。藉由採用通用硬體元件,讓Nimbus Data的硬體更新升級更為容易,只要備妥搭配HALO作業系統的驅動程式,就能將最新的網路卡如12G SAS或16G FC等納入。

 

機箱為標準2U尺寸
S255M採用2U/24Bay的機箱,可容納24臺SSD,另可串接S255X擴充櫃提供更多容量。


Flash與磁碟陣列外的第三種選擇- 混合式儲存陣列
顧名思義,混合式(Hybrid)陣列是一種混合配置了SSD與傳統機械硬碟的儲存陣列,可兼顧Flash記憶體的高I/O效能與傳統硬碟的低單位容量成本。

理論上,任何傳統磁碟陣列都能混搭配置SSD與傳統硬碟,還可搭配自動分層儲存功能,以便更有效率地運用SSD與傳統硬碟。但問題在於,以傳統磁碟陣列為基礎延伸的混合式陣列,控制器架構與韌體並沒有針對Flash記憶體的存取特性最佳化,無法充分發揮SSD的效能。

因此目前另有一類專門針對混合使用SSD與傳統硬碟而設計的混合式陣列產品,相較於只是單純在傳統硬碟中混入SSD的傳統磁碟陣列,這類全新設計的混合陣列擁有許多針對Flash記憶體特性的存取機制與進階功能,能更充分地發揮SSD的效益。

目前混合陣列領域是以新創廠商為主,主要的供應商包括Nimble Storage、Tegile、Tintri,以及不久前為Fusion-io併購的NexGen Storage,我們將這些廠商主要產品的規格簡單整理於下表:

主要的混合式陣列產品一覽

廠商

產品名稱 CS系列  Zebi系列   VMStore T系列  ioControl n5
系列
產品外觀

Flash記憶體容量 160GB~1.2TB* 600GB~4.4TB*   1.4~4.3TB 730GB~4.8TB
硬碟容量  8~36TB*  4.4~22TB*  18~45TB 1.6~192TB
前端傳輸介面 GbE/
10GbE
GbE/10GbE/FC GbE/
10GbE
GbE/
10GbE

*可外接擴充櫃擴充SSD與硬碟容量。 資料來源:iThome整理,2013年11月

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