Pure Storage、IBM
一種新的儲存媒體能否獲得普遍應用,大型儲存系統廠商的採用與支援,往往是不可或缺的前提,也是我們觀察這種新儲存媒體應用成熟度的關鍵指標。
第1批QLC SSD產品是2018年中上市,很快的,在2019年,就有儲存陣列廠商嘗試推出支援QLC SSD的產品,其中還包括身為一線大廠的Pure Storage。
至於其他大廠的態度比較保守,到了2020年底,才又有NetApp與IBM等2家大廠,加入支援QLC SSD的行列。
接下來經過1年的空窗期後,到了2022年,業界龍頭Dell才跟進,將QLC SSD引進旗下產品線。然後在2023年下半年,華為也導入QLC SSD。接著到了2024年,剩餘的幾家大廠,包括富士通(Fujitsu)、HPE、Hitachi Vantara,先後發表支援QLC SSD的儲存陣列產品,至此所有一線大廠全都加入支援QLC SSD的行列。
QLC滲透儲存陣列產品的3階段
我們可以將QLC SSD在儲存陣列產品的應用與普及,大致分為3個階段。
第1波QLC儲存陣列產品
首先,是2019到2020年中問世的首波QLC儲存陣列產品,包括VAST Data的Universal Storage平臺,Pure Storage的FlashArray//C儲存陣列,還有,Nexsan的E系列的18F與32F,Beast Elite系列的Beast Elite F,以及StorOne的S1 : AFAn。其中當數Pure Storage表現最為積極,接連在2019年中與2020年下半年,推出2個世代的FlashArray//C。
這些第一波QLC儲存陣列產品,可分為兩種技術路線:
首先,是以低價與大容量為訴求。在這個時間點,由於QLC快閃記憶體在壽命、可靠性與效能上的限制,因此基於QLC的儲存陣列產品,大都是定位為硬碟或混合式儲存陣列的替代者,例如Pure Storage、Nexsan的產品,都屬於這種類型,應用的領域也有限制:主要作為二線儲存角色。
其次,是與高效能的儲存級記憶體(SCM)構成混合架構。如VAST Data與StorOne的平臺,都是將QLC SSD與相互結合,由SCM承擔寫入I/O,迴避QLC SSD的寫入效能弱點,而由QLC提供低價的儲存空間,主要的I/O負載與輸出則由SCM來承擔,藉此兼顧效能與成本。
我們在2020年的技術專題《QLC快閃記憶體開始進入企業儲存應用》,便曾介紹此時的QLC應用概況。
第2波QLC儲存陣列產品
自2020年底開始,到2022年中的這段期間,又湧現第2波QLC儲存陣列產品。3家業界重鎮大廠——IBM、NetApp與Dell,先後發表支援QLC的儲存陣列產品。
IBM為其FlashSystem系列引進基於QLC的FCM儲存模組(FlashCore Module),NetApp推出基於QLC SSD的FAS500f,Dell也為其PowerScale家族中的F900與F600,引進QLC SSD的配置選項。
另外,一直非常積極支援QLC應用的Pure Storage,在這個時候也動作連連,先是在2021年初推出第3代FlashArray//C,接著在2022年中為FlashBlade物件儲存家族,新增基於QLC的FlashBlade//S系列。
無獨有偶,Weka的WekaFS,以及Scality RING這兩種分散式儲存平臺,也在2022年下半年推出的新版本中,開始支援QLC SSD。
在這個階段,QLC的儲存應用出現兩項新的發展:
首先,是開始進入主流儲存平臺。包括NetApp ONTAP、Dell OneFS(PowerScale),以及IBM FlashSystem等3種用戶十分廣泛的平臺,都是在這個階段開始支援QLC。
其次,是開始走出低成本的定位,轉為承擔第一線儲存角色。這個階段問世的QLC儲存陣列,有些仍是走低價大容量的硬碟替代者路線,如NetApp的FAS500f,或是將QLC SSD作為混合架構中的低成本儲存層,如Weka WekaFS與Scality RING。
然而,IBM、Dell、Pure Storage則不同,他們直接讓QLC承擔主要的I/O負載,承擔第一線主儲存的重任,訴求在保持充分效能表現的前提下,提供更高的儲存密度、儲存容量,以及更低的成本、空間與功耗需求。
第3波QLC儲存陣列產品
自2023到最近的2024年間,市場上出現第3波基於QLC的儲存陣列產品。
首先是2023年上半年,NetApp發表AFF系列全快閃儲存陣列QLC版本C系列,Pure Storage也增設3款基於QLC的新產品,包括FlashBlade//E、FlashArray//E等2個新系列,以及FlashArray//C的第4代機型。
高效能運算領域重要的儲存供應商DDN,也在這個時候推出旗下AI應用儲存陣列AI400X2的QLC版。
我們2023年7月曾發表封面故事《QLC大舉進入企業儲存應用》,當時市場上的企業級QLC儲存陣列產品,大致便是以上這些。
接著從2023年下半年起,又有一系列新的QLC儲存陣列產品問世。
首先華為發表基於QLC SSD的OceanStor Pacific 9920,稍後NetApp也推出ASA系列SAN儲存陣列的QLC版本ASA C系列。
然後到了2024年,先是富士通在上半年推出基於QLC SSD的ETERNUS AC系列,當時間來到下半年後,HPE在10月為Alletra MP儲存陣列新增QLC SSD配置選項,到了11月,NetApp推出第2代AFF C系列,並為StorageGRID系列新增支援QLC SSD,緊接著Hitachi Vantara也發表VSP One Block系列支援全QLC SSD組態的款式,這也是目前最新的幾款QLC儲存陣列產品。
在這波新加入支援QLC SSD的廠商中,HPE的態度轉變特別值得一提。
過去HPE曾是少數否定引進QLC SSD需求的廠商之一,聲稱與其採用QLC SSD,維持原有SSD搭配硬碟的混合架構,會更為有利,於是,他們以QLC SSD的成本仍不夠便宜為由,否定引進QLC的必要,認為維持使用硬碟更具成本效益,結合專屬的快取演算法技術,就能滿足效能需求。
不過,時至今日,HPE最終還是加入採用QLC的行列,換句話說,這也從反向證明一件事:今日的QLC SSD已具備取代硬碟的能力。
相較於先前的QLC儲存陣列產品,我們從這一波產品中,還可以觀察到幾個新特色:
首先,一些廠商開始將入門級與容量型產品角色,交給基於QLC的儲存陣列所擔任,如NetApp的AFF C系列與ASA C系列,Pure Storage的FlashArray//C、FlashBlade//E等。
其次,專門的QLC儲存陣列產品線,數量也逐漸增加。相較於為既有產品額外提供選配QLC SSD的選項,越來越多廠商提供專門支援QLC SSD的儲存陣列款式,或是專門的QLC產品線。
QLC儲存陣列的類型區分
我們可以將當前的QLC儲存陣列,依不同面向區分為幾種類型。
首先,從產品的發展脈絡來看,當前的QLC儲存陣列可分為兩種類型:
(1)基於QLC而打造的儲存平臺
如VAST Data的Universal Storage,以及StorOne的S1 : AFAn,一開始就是基於QLC SSD搭配SCM的架構打造而成,而且,QLC是這些儲存平臺固有的基本組成之一。
(2)既有平臺延伸支援QLC SSD
除了前述VAST Data與StorOne等兩種晚近發展的儲存平臺,是一開始就基於QLC打造,大部分儲存平臺的問世時間,都早於QLC SSD上市時間,因而都屬於日後延伸增加支援QLC的類型。
而第2種類型的產品,又可細分為兩種形式:
一為全快閃產品線的擴展,在原本全快閃儲存產品架構引進QLC,藉此提高容量、密度,並增強成本競爭力。例如:Pure Storage的FlashArray與FlashBlade系列、Dell的PowerScale系列、IBM的FlashSystem、NetApp的AFF與ASA,HPE的Alletra MP,以及DDN的AI400X2等。
另一為混合陣列的快閃化,在原本的SSD搭配硬碟的混合架構中,以QLC SSD取代硬碟,藉此改善儲存密度與效能,如NetApp FAS系列、Nexsan 的E系列與Beast系列,還有Weka與Scality等分散式儲存平臺等。
而從產品提供型態來看,我們則可將當前的QLC儲存陣列產品,區分為兩種類型:
(1)專門的QLC儲存陣列產品線
專門只提供QLC SSD的儲存陣列產品線,或是專門的QLC版本,這類型產品中,最著名的,便是問世最早的Pure Storage FlashArray//C系列,迄今已更新4個世代。另外,NetApp的AFF C與ASA C系列,富士通Eternus AC系列,DDN AI400X2 QLC版,華為OceanStor Pacific 9920,Hitachi Vantara VSP One Block的QLC版等產品,也都屬於這種類型。
(2)提供QLC SSD配置選項
在原有儲存陣列的SSD配置選項中,額外提供QLC SSD的搭配選擇。例如:Dell PowerScale的F900與F600,HPE的Alletra MP,還有NetApp的StorageGRID等產品,都是以這種形式提供QLC SSD的支援。
迅速擴展中的QLC應用環境
5年來,我們見證QLC SSD在企業儲存應用的擴散與普及歷程。早在2019年,當時只有VAST Data與Pure Storage這2家先驅廠商,提供採用QLC SSD的儲存陣列產品。到了今日,全部一線大廠都已將QLC SSD引進旗下產品線。
其中Pure Storage與IBM這兩家大廠,更是將主力產品線的未來,都押注在QLC上。
Pure Storage的FlashArray與FlashBlade等兩大主力產品,除主打高效能應用路線的FlashArray//X與FlashArray//XL,仍維持採用TLC,其餘產品線都已全面採用QLC。
而IBM的FlashSystem系列,雖然也能支援一般的標準TLC NVMe SSD,但作為核心的FCM儲存模組,自2020年的第2代模組,到最新的第4代模組,都已轉向採用QLC。
目前較重要的廠商中,仍堅持不採用QLC者,大概只剩下Infinidat。該公司宣稱藉由他們專屬的快取演算法,只須採用SSD搭配硬碟的混合架構,就能提供同等甚至超過全快閃陣列的效能,因而沒有以QLC SSD取代硬碟的必要。不過,在商言商,廠商沒必要一直自我設限,當初持相同論調的HPE,已在不久前棄守原有立場,轉為引進QLC SSD,我們預期Infinidat最終應該也會轉變態度,加入支援QLC SSD的行列。
大力支援QLC的Pure Storage與IBM
上圖分別為Pure Storage的DFM儲存模組,與IBM的FCM儲存模組解剖圖。Pure Storage與IBM這兩家廠商,堪稱在所有一線儲存大廠中,對於支援QLC快閃記憶體的著力最深。例如,Pure Storage自2019年就推出基於QLC的DFM儲存模組,並逐步引進到旗下FlashArray與FlashBlade儲存產品線;IBM FlashSystem系列儲存陣列專屬的FCM模組,也自2020年的第2代起,便全面改用QLC。(圖片來源/Pure Storage、IBM)
主要大廠的QLC儲存陣列產品
資料來源:iThome整理,2024年11月
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