在固態儲存陣列這個新興領域,成立於2005年的Violin Memory是一家擁有10年歷史、經驗相對豐富的廠商,自2009年發表首款產品以來,Violin的儲存陣列產品也有了多次進化,最新推出的7300系列藉由搭載全新作業系統,已經脫離了一味追求I/O效能的階段,可以兼顧多種資料服務功能,承擔更廣泛的企業應用。

專屬硬體結合全新作業系統

7300系列是Violin剛在今年2月底發表的新一代主力固態儲存陣列,7300E則是儲存容量減半的精簡版,兩者的硬體架構相同,差別只在於7300擁有完整的64張VIMM儲存模組組態,而7300E則只安裝了一半的32張VIMM儲存模組,授權允許的儲存容量上限,也只有7300的一半。

就基本硬體規格與機箱組態來看,7300/7300E與上一代6200系列大致上是一致的,採用了相同的Violin專屬機箱與硬體元件,但藉由搭載Concerto OS 7作業系統,可提供完整的資料服務功能。

先前Violin儲存陣列搭載的vMOS作業系統,在系統管理、儲存空間配置等基本功能外,只提供了快照、Thin Provisioning等基本資料服務功能,沒有跨陣列的系統管理,只能管理本機。

如果用戶需要更多資料服務,或是跨多臺陣列建立統一管理的大容量空間,就必須在前端另外搭配Violin的Concerto系列儲存控制器。

如透過搭配Concerto 7000控制器來取得跨多臺陣列統一的空間運用,以及遠端複製、Clone、重複資料刪除等豐富的進階資料服務,或是利用搭配Concerto 2200控制器,來取得含有重複資料刪除功能的NFS環境支援。如果需要跨多臺Violin陣列的集中管理,則需要另外建置獨立的Symphony管理平臺才行。

而7300/7300E系列則藉由新的Concerto OS 7作業系統,將先前須要搭配Concerto控制器與Symphony管理平臺才能獲得的功能,全都整合到一套作業系統與1個圖型管理介面中。

透過Concerto OS 7的網頁控制臺,用戶既能進行7300/7300E儲存陣列的系統監控與空間配置管理,也能建立快照、Clone、遠端複製、鏡像與重複資料刪除等多種資料服務應用,還能跨到其他7300/7300E儲存陣列上執行管理工作,甚至還有連續資料保護(CDP)功能,而且重複資料刪除功能也可視需要決定啟用與否,不像一些同類固態儲存陣列,只有預設啟用重複刪除的選項,整體管理與應用便利性有了飛躍性的提高。

至於有更大擴充性應用需求的用戶,則可考慮以多臺7300系列或舊款6600/6200/6100系列陣列為基礎,加上專屬儲存控制器構成的7700系列,可整併6臺儲存陣列、提供最大422TB原生容量,還提供同步模式的遠端複製、資料加密等額外的進階功能。

沿續前代產品的硬體架構

7300/7300E儲存陣列沿用了上一代6200系列的硬體架構,在儲存陣列領域,Violin的硬體設計,可說十分地與眾不同。

傳統的儲存陣列,可概分為控制器、儲存媒體、背板與Expander等幾大部分,儲存媒體基本上是2.5吋或3.5吋標準規格的磁碟機或SSD,負責運行系統軟體的控制器,則整合了用於提供系統管理、儲存空間管理與RAID運算功能的I/O處理器、提供主機端埠的I/O模組,以及系統管理用的管理埠等硬體元件。

而Violin儲存陣列從最底層的儲存媒體,到上層的控制器,全都使用自身專屬設計的硬體元件,與傳統的儲存陣列大不相同。

其中儲存媒體改用了Violin自身獨有的VIMM封裝板卡模組,控制器的功能則一分為四,由4種獨立模組分別承擔:RAID功能由vRAID控制器模組負責,系統管理與儲存空間由記憶體閘道器模組負責,加上提供內部元件互連與管理埠的陣列控制器模組,至於主機端I/O埠,則是由記憶體閘道器模組管理的HBA卡來提供。

VIMM、vRAID控制器、記憶體閘道器、陣列控制器、與HBA卡這些模組全都採用板卡型式,以垂直方式安裝在專屬設計的3U機箱內,透過機箱頂部來抽換這些元件。利用這種專屬板卡型式模組與機箱頂部抽換設計,可以非常密集地在機箱內排列硬體元件,從而得到更高的儲存密度。

此外,Violin這種專屬模組設計不僅有儲存元件密度高的優點,還有存取性能上的優勢。

在儲存密度方面,目前Violin所配置的VIMM模組,採用的是Toshiba的19nm製程MLC Flash晶片,每個模組的容量是1TB,以7300系列來說,在3U高度機箱內可安裝多達64個VIMM模組,提供最大70TB的原生容量,在同級產品中算是相對較大的容量。Violin接下來還打算引進單位容量密度更高的3D TLC Flash記憶體,如果7300陣列改用這種新型Flash模組,可望讓整個儲存陣列的容量再提高2~3倍以上。

至於在效能方面,藉由專屬硬體設計方式,Violin可以完全針對Flash記憶體的特性打造VIMM儲存模組與存取架構,首先,VIMM板卡模組的傳輸介面採用了PCIe 2.0,頻寬較一般SSD的SAS或SATA介面高出數倍,能夠更充分地發揮Flash記憶體的效能,不會被傳輸介面的頻寬給綁住。

其次,而且Violin宣稱他們獨有的vRAID與VIMM架構,還具備其他同類產品沒有的平行存取能力,同一個vRAID管理下的VIMM群組,可同時執行讀取、寫入與刪除等混合I/O運算。相較下,採用SSD的固態儲存陣列在同一個RAID群組中,當寫入或刪除運算執行中時,便不能執行讀取I/O,須等待寫入或刪除完成後,才能回應讀取要求。

單就IOPS數字來看,Violin和其他全快閃儲存陣列相比並無太多突出之處,7300E可達58萬IOPS,7300則為100萬IOPS,但Violin是在只有260μs的存取延遲下提供這樣高的IOPS,存取延遲只有其他產品的幾分之一,由此便能看出專屬架構的威力。

 

Violin 7300E徹底解剖

包括這裡介紹的7300E在內,Violin全系列固態儲存陣列產品,都採用專屬設計的3U機箱,硬體元件與架構組成也與眾不同,從底層的Flash記憶體模組到前端的主機端埠,依序為VIMM模組—vRAID控制器模組—陣列控制器—記憶體閘道器—主機端介面卡,一共由5個環節組成,全部都是板卡式的元件。

其中,VIMM模組相當於其他儲存陣列的磁碟機或SSD;vRAID控制器模組、陣列控制器加上記憶體閘道器,則相當於其他儲存陣列的控制器;主機端介面卡等同於其他設備上的控制器I/O介面。在這些元件中,只有主機端介面是採用市售通用的網路卡或HBA卡,其餘硬體元件全都是Violin的專屬設計。

除電源供應器外,Violin儲存陣列機箱內的所有模組,都是採用從機箱頂部抽取的設計,可讓各元件以非常密集的方式排列在機箱內,從而得到更高的儲存密度。

副作用則是必須將整臺機箱從機櫃中抽出,才能開啟機箱上蓋、進而更換內部元件,由於機箱內部元件數量既多、排列的密度也非常高,在實際機房環境中,要抽出整臺機箱、並在緊密排列的眾多元件中插拔特定模組,將是個頗有難度的工作。

 

Violin 7300E機箱背面配置

內如同當前大多數企業級SAN儲存陣列,包括7300E在內的Violin儲存陣列,都是支援多傳輸協定的產品,可透過選擇搭配FC HBA卡或10GbE網路卡,來提供FC或iSCSI兩種傳輸協定的前端主機連接能力。

 

Violin的操作與管理介面

7300E儲存陣列搭載了Violin最新的Concerto 7作業系統,兼有Violin上一代產品中由VMOS陣列作業系統提供的儲存陣列管理、Concerto閘道器提供的資料服務,以及Symphony中央管理平臺提供的跨節點集中管理功能,從一套系統的單一管理介面,就能同時提供儲存陣列管理、多樣化的資料服務,以及跨節點管理等功能。

網頁式的管理控制臺

雖然改用新的作業系統,Violin 7300E的網頁控制臺仍維持與上一代6200系列相似的風格,同樣也提供了可自訂的儀表板介面,可讓管理者一目了然地掌握系統運行狀態。

豐富的資料服務功能

藉由新的Concetro 7作業系統,Violin 7300E本身就能提供相當豐富的資料服務功能,包括LUN鏡像、快照、以快照為基礎的Thin Clone、連續資料保護(CDP)、非同步的遠端複製等。

支援線上重複資料刪除功能

Concetro 7作業系統內建了線上重複資料刪除功能,建立LUN時可選擇是否啟用重複資料刪除,藉此減少儲存空間的耗用,讓有限的Flash空間發揮更大容量效益。

 

【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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