傳統機械式硬碟I/O效能有限，但單位成本低廉，SSD的I/O效能高，但價格也高，為了兼顧效能與成本，近來興起了一種同時搭載了SSD與機械式硬碟的混合式儲存陣列，可結合快取機制讓SSD與硬碟發揮各自的特性。
我們這裡介紹的CS215便是這樣一款混合架構的儲存設備，3U機箱內可提供8～12TB的磁碟原生容量，與160～640GB作為快取的SSD，可視需要再串接1組15～45TB原生容量的擴充磁碟櫃，透過結合了SSD讀取快取、NVRAM寫入緩衝與循序寫入硬碟的特殊存取機制，同時發揮SSD與硬碟的特性，並兼顧整體成本。
為混合式架構原生設計的儲存陣列
Nimble Storage是2008年才成立的年輕公司，旗下的CS系列是2010年中問世的新產品。
幾乎所有儲存陣列產品都可以同時安裝SSD與傳統硬碟，也有不少儲存產品可透過額外增添的自動分層儲存或SSD快取功能，在SSD與硬碟並存的混合架構中，發揮兩種儲存媒體的效益。
不過對於多數產品來說，即使提供了搭配SSD的自動分層或快取功能，本質上仍是傳統的磁碟陣列，自動分層或SSD快取都是可視用戶需求啟用或不啟用的附加功能。而Nimble的CS系列則不同，整個產品一開始便是圍繞著SSD+硬碟的混合架構而設計，SSD快取是其CASL存取架構不可或缺的一環，是一種「原生」的混合型態產品。
整個CS系列目前有200、300、500與700等4個位階，只支援iSCSI協定，單一機箱的原生磁碟容量範圍從8TB到36TB，其中混合安裝了最小160GB、最大3.2TB的SSD，並可透過外接擴充櫃可進一步增加磁碟與Flash容量，亦可透過Scale-Out擴充功能，將最多4組控制器組成叢集，提供最大PB等級的磁碟容量與多達64TB的Flash快取。
我們這次介紹的CS215是CS200系列一員，屬於CS系列的入門機型，存取支援能力與擴充性都有所局限，只支援iSCSI協定，並且只能擴充一櫃擴充櫃。
至於CS300以上的中高階機型，則能外接3組擴充櫃，還能選用All Flash型式的擴充櫃，另外從今年第4季起還將新增支援FC協定，跨出CS系列原本的IP SAN應用領域。
具有獨特的讀寫加速機制
對於混合搭載SSD與硬碟的混合式儲存設備，最關鍵的特性便在於如何結合這兩種儲存裝置，讓兩種裝置能各展所長。有些廠商是採用自動分層遷移技術，有些則採用SSD快取技術，來結合SSD與硬碟的存取應用，而Nimble Storage的CS系列儲存陣列，則採用專屬的CASL存取技術。
CASL是快取加速循序佈局（Cache Accelerated Sequential Layout）的縮寫，顧名思義，基本概念就是透過快取的型式來加速讀取I/O，並利用循序的方式來處理寫入I/O。
在CASL架構下，CS系列內含的SSD空間被作為讀取快取使用，可發揮MLC SSD的高IOPS效能特性，快取那些被頻繁寫入或第1次被讀取的資料，藉以加速讀取I/O。透過SSD可輕易提供數百GB甚至TB等級的讀取快取空間，進而有效提高快取命中率，減少讀取底層硬碟的機會。
在寫入I/O方面，CASL會透過NVRAM或NVDIMM構成的寫入緩衝區，將前端的隨機寫入I/O累積成為一個循序的資料區塊，再以Stripe的型式寫入底層磁碟群組，透過這種方式可將隨機寫入I/O轉為循序寫入I/O，從而避開硬碟的隨機寫入瓶頸，讓硬碟妥善發揮循序寫入的優勢。
也就是說，在CASL架構下，讀取I/O主要是由SSD構成的快取區來承擔，寫入I/O則由構成Triple Parity RAID組態的硬碟群組，搭配NVRAM/NVDIMM寫入緩衝區來承擔。
CASL可將熱點資料快取到大容量的SSD快取區，來達到加快存取的目的，同時資料本體是存放在底層傳統硬碟構成的磁碟群組上，因此亦能兼顧儲存成本。
除此之外，相較於其他的SSD+硬碟混合架構，CASL的優點有這2點：
(1) SSD空間是作為讀取快取使用，而非用於存放資料本體，即使SSD損毀也不會影響資料，亦無需為了建立RAID保護而損及SSD可用容量，整個SSD空間都可拿來作為快取空間。
(2) CASL會在NVRAM/NVDIMM緩衝區內，為寫入I/O資料進行壓縮，並將隨機的寫入I/O累加整合後，再以循序型式寫入底層硬碟上，從而讓硬碟避開在隨機寫入效能方面的弱點，發揮適於循序寫入的優點。因此使用低價大容量的傳統機械式硬碟，就能提供相當高的寫入效能。
Scale Up+Scale Out雙重擴充能力
原本CS陣列也是和多數傳統磁碟陣列產品一樣採用Scale Up擴充架構，可透過控制器的6Gb SAS擴充埠外接擴充磁碟櫃，增加可用磁碟容量與Flash快取空間，不過容量雖可透過外接磁碟櫃來擴充，但個別控制器的I/O效能是固定的，到達控制器I/O效能上限後，只能透過更換控制器的方式來升級。
而從Nimble OS 2.0起，則增加了Scale Out擴充能力，可將最多4個CS陣列控制器機箱納入到一個叢集群組中，用戶可透過將更多控制器納入到叢集群組中的方式，來同步擴展I/O效能與容量，大幅提高了擴充靈活性。
因此CS儲存陣列的用戶，既可單純地透過外接擴充櫃來擴充儲存容量，也可採用Scale Up擴充方式，透過將原有陣列控制器換成更高階控制器的形式來升級I/O效能，亦能藉由Scale Out擴充方式，將最多4組CS陣列控制器機箱納入到1個叢集群組中，同步擴展效能與容量。
針對擴充容量的需求，Nimble Storage目前提供了3種硬碟+SSD混合式擴充磁碟櫃，分別可提供15、30、45TB原生磁碟空間與160、300、600GB Flash快取容量，還有1種可提供多達12.8TB Flash快取容量的全Flash型式擴充櫃。視產品位階不同，CS系列各機型的擴充能力也有異，入門級的CS200系列只能外接1組擴充磁碟櫃，並且不能使用全Flash擴充櫃。中高階的CS300、CS500則能外接3組擴充磁碟櫃，且能選用全Flash擴充櫃。
在Scale Out擴充能力方面，我們這裡介紹的這款入門級CS215，在4節點叢集架構下可提供最大336TB有效容量與4.8TB Flash空間。若是最高階的CS700系列，在4節點叢集架構下可提供1.2PB的最大有效容量與64TB Flash空間。
可同時提供位於雲端的管理平臺
雖然推出時間不長，但CS系列的管理與資料服務功能相當完整，不遜於問世多年的老牌產品。
在管理功能方面，CS系列提供了透過瀏覽器登入的網頁式GUI介面、透過序列埠直接登入的文字命令列介面，還有搭配VMware環境、嵌在vCenter的Plug-in管理介面等，特別的是還提供了稱作InfoSight的雲端管理平臺。
InfoSight雲端平臺兼有原廠維護與用戶管理雙重用途，包含InfoSight Engine、InfoSight Portal 及 Proactive Wellness 三大功能，可協助原廠與用戶進行更深度、更靈活的系統管理。
其中InfoSight Engine是原廠用於收集全球用戶CS儲存陣列系統資訊的工具，每5分鐘收集一次系統日誌資訊並回傳至Nimble Storage總部，原廠可透過收集到的用戶系統效能、容量耗用、處理器資源耗用、資料保護、完好性、電力、溫度等資訊，作為客戶服務的依據，在用戶系統出狀況時，由原廠即時主動作出反應。
InfoSight Portal則可讓擁有適當權限的用戶，從任何地點透過瀏覽器監控自身CS儲存陣列的狀態。至於Proactive Wellness則是一種分析建議工具，可依據用戶系統的即時狀態與使用狀況統計，分析用戶使用趨勢，在系統出現問題，或效能、容量耗用接近瓶頸時，向用戶作出相對應的建議。
利用InforSight雲端平臺可提供有別於傳統的管理方式，以維護服務來說，原廠可透過InforSight Engine持續監控與收集用戶端CS陣列運行狀態，無需靜待用戶反映狀況，甚至在用戶尚未意識到狀況發生時，原廠就能發現問題並主動通知與處理。而InforSight Portal則能讓管理者跨越地理空間的限制，只要擁有合適的權限，便能從雲端平臺管理位於任何地點的CS陣列。
CS215的硬體組態
從硬體構造來看，Nimble Storage CS系列這種混合式儲存陣列，和一般的磁碟陣列沒有甚麼不同，以我們這裡介紹的CS215來說，硬體本身是一臺採用SBB（Storage Bridge Bay）型式雙控制器機箱的典型儲存伺服器，3U/16Bay的機箱含有高可用性架構的2組控制器，支援的傳輸協定只有iSCSI一種，較特別之處，只有磁碟槽內混合搭載了SSD與硬碟。
不過在尋常的外表下，CS215可透過Nimble Storage專屬的CASL存取技術，將讀取與寫入I/O分別交由SSD快取與硬碟來承擔，其中SSD是作為讀取快取使用，可快取那些被頻繁寫入或第1次被讀取的資料，發揮MLC SSD高速讀取效能的長處。寫入部份雖然是導入到傳統硬碟，但會透過CASL將前端發出的多個隨機I/O，在NVRAM寫入緩衝區累加成為不同大小的區塊後，再以循序的方式寫入硬碟，從而能發揮傳統機械式硬碟的循序寫入優勢，同時迴避硬碟在隨機存取方面的劣勢。
SSD混搭傳統硬碟
同時混插SSD與硬碟是CS系列硬體組態上最重要的特色，以CS215來說，16個硬碟槽的中間4個，是用來安裝80GB的SAS SSD，最多可安裝4臺一共320GB容量，若換成更大容量的SSD最高可提供1.2TB的SSD空間；兩側12個磁碟槽，則可安裝1TB的7200轉NL-SAS硬碟。
CS215的機箱背面配置
CS系列目前只支援iSCSI協定，CS215每組控制器內建有2組GbE埠 1 與2組10GbE埠 2 ，以及1組6G SAS擴充埠 3 ，可以串接1組外接擴充磁碟櫃。控制器上還有1組特別的KVM管理埠 4 ，可以透過Nimble專屬的Dongle Cable，讓管理者利用文字命令列向儲存陣列直接下達指令。
CS215的控制器
Nimble Storage並未公佈CS系列陣列的硬體規格細節，不過從CS215機箱與控制器的設計可以判斷，採用的實際上應是Supermicro的3U雙節點SBB架構伺服器，控制器主機板含有2組處理器插槽，不過只安裝了1顆Intel的Xeon 5500系列處理器。控制器主機板透過Riser Board可提供3組PCIe插槽，其中2個PCIe槽，已經分別被1張用於配合CASL存取機制作為寫入緩衝的NVRAM卡，以及1張作為資料傳輸的雙埠10GbE卡占用，控制器末端則有1張子卡型式的LSI SAS控制器卡。
Nimble專屬dongle管理用纜線
dongle是一種結合了VGA、序列埠與USB三種埠的KVM管理序列纜線，可讓管理者直接透過dongle纜線登入操作CS系列儲存陣列的文字命令列介面，以指令方式直接控制CS系列陣列。
CS系列陣列具有完整應用管理功能
Nimble Storage CS系列雖然是2010年7月才發表的年輕產品，不過核心的Nimble OS功能已相當成熟，可提供完整的系統管理與資料服務功能。
系統管理可分為用戶本地端管理與InfoSight雲端管理兩個層級，本地端管理包括利用網頁GUI與文字命令列兩種方式直接登入管理系統。Nimble也提供了內嵌在VMware vCenter的plug-in管理工具，可便於在vSphere環境中直接管理CS系列陣列。
InfoSight則是Nimble Storage原廠的雲端管理服務，可收集與監控全球各地的Nimble CS系列運行狀態，並讓有權限的用戶透過InfoSight從雲端監視自身的CS陣列，還能提供運作趨勢統計並作出必要的升級建議。
資料服務則包括快照、Clone與遠端複製等幾種，可讓用戶建立本地端與異地端的磁碟區複本，作為資料保護的手段。特別的是CS系列的進階資料服務功能都是隨產品內建，無需額外購買授權。
儀表板式控制臺
透過瀏覽器可登入網頁式控制臺，控制臺首頁採用當前流行的儀表板型式，即時顯示了CS陣列當前的空間耗用與效能狀況（含傳輸率與IOPS兩種型式）。點選儀表板上方的工具列則可進入管理、監控、事件記錄等功能頁面。
應用導向的磁碟區效能設定
在CS陣列中建立磁碟區時，可針對前端應用型態的不同，分別點選適用的效能政策選項，系統預設了Exchange的data、Exchange的log、SQL Server、Oracle OLTP、VMware或VMware VDI、Windows File Server等多種不同類型的應用情境，可針對不同情境自動調整的磁碟區參數設定，如調整資料區塊的大小，提供最適合的效能設定。
設定快照排程定期保護資料
如同多數企業級儲存陣列，Nimble CS陣列也提供了按排程執行的快照功能，作為基本的資料保護或測試用途。特別的是CS陣列的快照是重新定向寫入（Redirect-On-Write，ROW）型式，而非一般的複製寫入（Copy-On-Write，COW）型式，快照時異動資料區塊直接寫入到快照預留空間，避免了COW快照需耗費兩次寫入以致影響寫入效能問題，並能提供更多份快照（每個磁碟區允許1,000份快照）。
利用遠端複製建立異地複本
透過控制臺介面中管理項目下的保護選項，可以很容易地透過遠端複製，在遠端另一臺CS陣列上維持一個同步的複本，也提供了設定遠端複製作業的傳輸頻寬上限、可執行傳輸作業的時間區段與日期等服務品質設定選項。
vSphere Plug-in便利虛擬環境管理
搭配VMware環境運作時，管理者可透過嵌在vCenter中的Nimble Plug-in管理工具，監控CS陣列的運作，並為CS陣列提供的datastore建立快照排程，無需離開vCenter就能檢視CS陣列狀態並為datastore建立快照保護。
Nimble Storage CS系列產品規格
產品資訊
Nimble Storage CS215
●建議售價：廠商未提供
●原廠：Nimble Storage
●代理：鉅晶國際
●電話：(02)7730-7669
●尺寸：3U
●儲存容量：8～12TB磁碟原生空間+160GB～1.2TB SSD快取空間
●RAID支援：Triple Parity RAID
●傳輸埠：GbE管理埠×2,10GbE iSCSI資料埠×2（每組控制器）
●進階資料服務功能：快照、遠端複製、Clone
【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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