以傳統硬碟與固態硬碟等儲存裝置著稱的Western Digital(WD),於今年8月舉行的全球快閃記憶體高峰會期間,發表名為OpenFlex的架構,以及一系列產品。同時,他們也將提供可程式化的應用系統介面(API)與產品規格,建構完整的基礎,形成開放的軟體編製型基礎架構(Software Composable Infrastructure,SCI)。

而在這樣的環境之下,各家廠商可以提供解決方案,促使運算、儲存與網路等層面的資源,能夠各自獨立擴展使用規模,便於快速的調度指揮作業,讓整體IT資源的延展性、效率、靈活度、效能,提升到新的境界。

IT基礎架構早先的發展重點,是「以應用程式為中心(Application Centric)」,而如今則是趨向「以資料為中心(Data Centric)」,而相關技術的應用,近年來也陸續推出融合式(Converged)、超融合(Hyper-Converged),以及組合式(Composable),而WD在2018年的快閃記憶體高峰會期間發表的OpenFlex架構,則是一種基於軟體的組合式基礎架構(Software Composable Infrastructure),強調採用開放的標準、架構與產品,來因應超大規模的雲端資料中心環境建置需求。
為何要建構SCI?超融合基礎架構雖然實踐了軟體定義式的IT基礎架構,不過,若要提升系統規模時,卻必須以整個建構模塊為單位來橫向擴充,使得運算、儲存、網路等資源都要一起增加,然而,部分IT基礎架構的應用需求有限,導致這些部位的使用率過低,形成浪費。WD之所以提出SCI這樣的作法,就是希望提供一個新的軟體定義架構,又能兼具個別資源擴充的彈性與靈活度,根據他們的估算,因為SCI減少了資源利用率過低的狀況,總體持有成本將可降低40%,同時,初期投資的IT基礎架構成本,也能降低將近一半。

基本上,OpenFlex架構是基於NVMe Over Fabrics(NVMf或NVMeoF)的技術而成,能夠建立可獨立擴展規模的快閃儲存與硬碟儲存資源池,而這些儲存資源能透過常用的網路通訊協定,例如,乙太網路,與運算資源相互連接。

WD提出的SCI,也就是OpenFlex,主要是架構在NVMe-over-Fabric(NVMf或NVMef或NVMeoF)的網路互連技術之上,讓整個IT基礎架構的快閃儲存與硬碟儲存節點,能夠透過乙太網路、光纖通道網路等多種通用的通訊技術,與運算節點相互連接。
也因為採用NVMe-over-Fabric的關係,而能將應用程式與儲存資源之間的存取延遲,透過這種全面支援NVMe的連接架構,以及直連儲存資源的作法,降至最低,而且又能同時具備共享整體IT基礎架構資源的好處。

在此同時,儲存資源池可透過API(Kingfish)的幫忙,轉為軟體編製型基礎架構的形式呈現,使其能以更迅速、簡便的方法,在應用程式伺服器當中,進行相關的調度指揮工作。

OpenFlex架構成形的另一個技術關鍵是API,WD發展了Kingfish API,讓IT基礎架構能夠動態建立與執行資源管理。這套API是基於目前兩種開放的標準API而成──DMTF組織推動的Redfish API,以及SNIA協會發展的Swordfish API,分別提供伺服器管理與儲存Volume管理。

而在總體持有成本的計算上,根據WD的評估,相較於目前盛行的超融合基礎架構(HCI),改用OpenFlex架構,因為排除了低使用率的資源,而能減少40%的支出;若以IT基礎架構的初期投資來考量,採用OpenFlex架構的費用可節省將近50%。

由於OpenFlex架構的資源趨於分散,卻能提供直接連接的方式,促使應用程式的效能更容易預測,因為,伺服器受到鄰近資源存取需求較大工作負載影響的機會,也跟著降低了,而不會發生彼此爭先存取相同資源或資料路徑的狀況。

在OpenFlex架構的應用上,除了Kingfish這套API,WD本身也推出一系列新型態的網路儲存設備(Fabric Device),因應不同的效能等級與容量需求。

例如,針對效能密集型的快速資料應用系統,企業可採用3U尺寸的OpenFlex E3000系列機箱,當中最多可置入10臺OpenFlex F3000系列設備,而每臺F3000系列設備可提供61TB的快閃儲存空間。而對於容量密集型的大數據應用系統需求,企業可採用1U尺寸的OpenFlex D3000系列設備,每臺可提供168TB的硬碟儲存空間。

    

在硬體產品上,WD在OpenFlex架構當中,推出三種NVMe-over-Fabric設備(Fabric Device)。例如,左圖是1U尺寸的D3000系列,搭配的是傳統硬碟,整臺最大可提供168TB的儲存空間,並配備2個25GbE網路埠(SFP28接頭),適合需要大量儲存空間的應用;右圖是3U尺寸的E3000系列機箱,裡面最多可置放10臺F3000系列模組(支援熱插拔),而每臺F3000模組最多可提供61TB的NAND快閃儲存空間,配置2個50GbE網路埠(SFP28接頭),適合需要超快儲存效能的應用。

在2018年11月舉行的SC18大會,我們再次看到WD展出OpenFlex架構的設備,上面兩張圖是E3000系列機箱的正面和背面的模樣。
從正面來看,E3000系列機箱可容納10臺Fabric Device模組,也就是F3000系列,每臺F3000系列放置了固態硬碟,並且內建兩個50GbE的QSFP28埠。而在E3000系列機箱背面,也可以看到10組Fabric Device對應的雙QSFP28埠,以及4個風扇、1臺電源供應器(可再加裝1臺)、1個RJ45接頭的管理埠。

 

WD在SC18大會的展區,也透過電子看板介紹D3000系列和F3000系列的定位。值得注意的是,D3000裡面也裝載了多臺硬碟,在OpenFlex架構使用時,將會抽象化成一臺硬碟;同時,D3000支援疊瓦式磁記錄(SMR)類型的硬碟,像是WD自家的Ultrastar DC HC620,因為在OpenFlex架構下,SMR硬碟可透過抽象化的方式,讓任何應用程式在不需使用ZBC(Zone Block Command)指令語法的情況下,也能在SMR硬碟上,順利讀取與寫入資料。
而F3000本身也具有電力遺失保護的功能,搭配的SSD提供2種耐用性、共5種容量的選擇。

 

OpenFlex提供了一種新的分散式IT基礎架構,企業可在資料中心設置運算機箱、硬碟儲存機箱、快閃儲存機箱,分別提供運算資源與儲存資源──若需要較多硬碟儲存空間,可在機櫃當中搭配硬碟儲存機箱,相對地,若需要較多高速儲存空間,可在機櫃當中搭配快閃儲存機箱。

我們在2018年舉行的全球快閃記憶體高峰會現場,首度看到OpenFlex架構的實機展示,WD在展示區的機櫃當中,置入了裝滿F3000系列模組的E3000系列機箱、D3000系列,以及一臺運算機箱(加入OpenFlex生態系的廠商有HPE、Supermicro、曙光,但現場這臺運算機箱的風格似乎較接近HPE)。

這是OpenFlex的軟體管理功能示範,而WD在全球快閃記憶體高峰會的展區,使用的是全快閃儲存廠商Kaminario的軟體調度指揮平臺 Flex,IT人員可透過它來管理儲存資源,以及相容的OpenFlex架構。

產品資訊

WD OpenFlex系列
●原廠:WD(02)2717-4775
●建議售價:廠商未提供
●機型與機箱尺寸:E3000機箱搭配F3000系列為3U,D3000系列為1U
●網路通訊協定:乙太網路
●使用儲存媒體:F3000系列為NAND Flash,D3000系列為硬碟
●提供儲存空間:F3000系列為12.8 TB到61.4TB,D3000系列為168TB

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】


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