【儲存新技術普及應用關鍵推手】新一代中階儲存陣列的新技術應用

雖然規格並不如高階產品耀眼，成本也不比入門級產品來得低廉，但中階儲存陣列憑藉著中庸的規格與功能特性，一向是應用範圍最廣泛的儲存產品位階。

因此，2020年的這一波中階儲存陣列更新潮，勢必將會成為這兩年外部通用儲存設備市場的最重要事件，而產品更新中引進的新架構與新技術，也將成為未來幾年的新標準。

比起服務於大型環境、卻也受制於大型應用環境慣性的高階產品，或是訴求於低成本、卻同時也被成本綁住的入門級產品，中階儲存產品往往更有餘裕，可以大膽引進創新的技術與架構。

專門針對大型、高階環境應用的高階儲存陣列，雖然能提供大型環境所需的效能與擴展性，以及豐富、完整的高可用性與資料服務機制，不過，相對的，也受制於大型環境基礎設施與應用架構升級不易的包袱，新技術導入相對緩慢與保守。舉例來說，即使是在2018至2019年的高階儲存更新潮，仍有部份新推出的高階儲存產品，未支援25GbE、32Gb FC或NVMe等新式I/O規格，提供儲存級記憶體（SCM）的產品也很少。

而對於入門級產品來說，由於低成本是首要訴求，實際上也沒有導入新技術的成本空間，往往必須等到新技術的應用進入全面普及階段、成本大幅降低之後，才有引進的可能。目前在5萬美元以下價位的入門級產品當中，基本上，我們看不到NVMe、NVMe-oF或是SCM、AI等新技術的應用。

反觀中階產品，既沒有高階產品的包袱，也不像入門級產品被嚴苛的成本限制綁住，新技術導入更為靈活。在這一輪中階產品更新中，便可見到許多新技術普遍應用，包括新一代的I/O介面、NVMe、SCM，以及AI輔助管理等。

(就IBM原廠的產品區分中，FlashSystem 9200歸類於高階產品。)

全面導入新技術的中階儲存

過去半年多以來，主要的一線儲存大廠中，已有5家廠商更新了中階儲存陣列產品線，以時間先後排列，依序是NetApp的AFF A400、FAS 8300與8700，Pure Storage的FlashArray//X R3，IBM的FlashSystem 9200，Hitachi Vantara的VSP E990，以及Dell EMC的PowerStore，只剩HPE與華為還沒有動作，不過面對其他廠商新產品的競爭，這兩家廠商勢必也得在近期跟進，才能保持產品的競爭力。

而對於新推出的這一代中階儲存陣列產品來說，一系列儲存創新技術的應用，包括I/O介面、儲存媒體、AI等，則是規格更新的焦點。接下來，我們便從I/O介面、SCM、RAID架構、效能規格與等幾個方面，來檢視這些中階儲存新產品的新興技術應用情況。

新一代I/O介面

包括前端的主機介面，以及後端儲存介面，都已普遍更換到新一代的規格。

● 前端介面

新一代的前端介面，包括25GbE、100GbE乙太網路、32Gb FC，以及架構在這些新式介面上的NVMe-oF等幾種。目前各廠商對這些新介面的支援情況不一，如附表所示。

在NVMe-oF方面，基本上，新的中階產品已全面支援，但形式有異，如Pure Storage支援基於32Gb FC的NVMe-oF，IBM則能同時支援基於25/50/100GbE，以及16/32Gb FC的NVMe-oF，NetApp支援基於FC的NVMe-oF。

● 後端介面

在後端介面方面，重點則是基於PCIe的NVMe，目前所有新一代中階儲存陣列，都引進了NVMe作為後端介面，不過受限於PCIe交換器的連接能力，僅僅依靠NVMe，難以提供足夠的磁碟擴充能力，因此Dell EMC、IBM、NetApp與Pure Storage，在新產品上仍保留了傳統的SAS介面，用作連接擴充儲存櫃的介面，可利用SAS較高的擴展能力，來獲得必要的磁碟容量擴充性。

相較下，Hitachi Vantara新推出的VSP E990為純NVMe架構，因而沒有SAS介面，擴充性也相對有限（但VSP系列可介接第3方儲存設備的儲存虛擬化功能，來彌補自身的擴充性）。

儲存級記憶體

目前在高階儲存領域，仍只有Dell EMC PowerMax等少數產品，實際引進了SCM，多數產品仍只是備妥支援、或是預定支援。

反觀中階儲存領域，這一波更新潮推出的新款中階儲存產品，基本上已全面支援SCM，從而獲得顯著的效能提升。

分散式RAID架構

所謂的分散式RAID（Distributed RAID），也就是一種寬條帶化（wide-striping）的RAID，以分布於整個儲存池所有磁碟的虛擬化區塊，來組成動態的RAID群組，藉此既可免除傳統RAID的Hot Spare磁碟，也消除存取與重建時的負載熱點，特別有助於縮短重建時間。

分散式RAID問世已有10年以上時間，不過以往只有3PAR、NetApp E系列等少數廠商與產品線使用。但過去3、4年來，這項技術有了加速普及的趨勢，特別是在中階儲存領域，包括Dell EMC Unity XT，以及IBM Storwize等幾個重要產品線，都在這幾年引進了分散式RAID。而在這一波新推出的中階儲存產品中，Dell EMC、IBM與Pure Storage也都採用了這類新式RAID架構。

特別的是，這一代中階儲存開始引進專用加速晶片，來處理壓縮、重複資料刪除的資料縮減運算，從而改善整體效能。以往，專用晶片只在高階產品上才能看到，而現在，Dell EMC、IBM與NetApp都在中階儲存上採用。

I/O效能的提升

藉由控制器核心升級，以及NVMe、SCM等新技術的引進，新一代的中階儲存產品效能規格有了非常大的躍進。

舉例來說，Dell EMC的第一代Unity，效能是30萬IOPS等級，Unity XT則達到40萬到70萬IOPS，而最新推出的PowerStore又比Unity XT快了7倍，也就是至少200萬IOPS等級。其他廠商的新款中階儲存產品，還宣稱擁有更高的效能規格，如IBM FlashSystem 9200有120萬到450萬IOPS，Hitachi Vantara的VSP E990更達到580萬IOPS。而且，這些新產品還能藉由NVMe架構，提供100μs等級的極低存取延遲。

這樣的效能規格，也意味著這一代的中階儲存產品，效能已經脫離過去的中階範疇，接近高階儲存的入門款式，填補了以往高階與中階儲存之間的間隙，是一種「高效能化」的中階產品。

AI輔助管理

目前AI技術在儲存中的應用，包括自動化維運管理、磁碟故障預測，與快取命中預測優化等方面。其中最普遍的是自動化維運管理，各主要大廠幾乎都已建立自身的雲端化AI管理平臺。

但事實上，目前最重要的幾種雲端AI儲存管理平臺，最初都是搭配中階儲存產品發展，後來才延伸應用到高階儲存與其他產品上，如Dell EMC的CloudIQ（原搭配Unity系列）、HPE的InfoSight（原搭配Nimble系列）、IBM的Storage Insights（最初是搭配Spectrum/Storwize系列）、Pure Storage的Pure1，NetApp的ActiveIQ（最初是搭配SolidFire系列）等。也就是說，中階儲存還比高階儲存更早應用AI輔助管理技術。而在這一波中階產品更新中，所有新產品自然也全面支援這些AI管理平臺。

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