Flash-based固態儲存設備領域的供應商以新創小廠為主,不過IBM與EMC近來都透過併購進入了Flash-based純固態儲存設備市場。目前主要的企業級Flash-based純固態儲存設備供應商有8、9家,預期日後應該會有更多大廠投入。

理論上,任何磁碟陣列只要改用Flash SSD來取代傳統硬碟,就是一款Flash-based純固態儲存設備,但實際上,這種做法卻未必能真正發揮Flash SSD的功效。對傳統磁碟陣列來說,主要的I/O效能瓶頸是在速度緩慢的硬碟上,然而當以Flash SSD取代傳統機械式硬碟後,後端磁碟裝置的效能大幅提高,此時磁碟陣列中的其他元件,反而可能會形成新的瓶頸,以致無法充分發揮Flash SSD的效能。

因此,專業的Flash-based純固態儲存設備在硬體架構上都有特別的講究,如控制器採用的處理器普遍比一般磁碟陣列高階許多,許多產品配備的運算核心都是從二路的6核心Xeon處理器起跳,已相當於傳統高階磁碟儲存裝置的等級。另外在SAS控制器與前端傳輸介面等方面的配置,也都考慮了高IOPS與高傳輸頻寬效能的需求,以便打通各環節的效能瓶頸。

另外要特別注意的是,為了控制成本,絕大多數Flash-based純固態儲存設備都是採用MLC型式的Flash記憶體,而非較昂貴的SLC Flash記憶體,只有TMS與Violin的部分產品提供SLC Flash記憶體的配置。

Astute Networks
Astute早期業務是以發展TCP/IP加速網路設備為主,不過近來轉往發展針對虛擬平臺存取加速應用的Flash-based純固態儲存設備。該公司的產品稱為ViSX VM Storage Appliances,顧名思義是專門針對虛擬環境的儲存應用,主機端環境可支援VMware ESX/ESXi、微軟Hyper-V、Citrix XenServer與Red Hat RHEV等平臺,目前銷售的是最新的ViSX G4。

ViSX G4全系列產品均採用2U機箱,內含SAS介面eMLC Flash記憶體模組,有2.4TB、4.8TB與9.6TB等三種容量的款式,均含有2個10GbE與4個GbE埠,可支援iSCSI協定。與同類產品相比,其特點在於控制管理介面是內嵌在VMware vCenter內,並提供重複資料刪除功能。

Nimbus Data
Nimbus是一家2006年成立、專門發展Flash-based高效能固態儲存設備的廠商,目前旗下有S-Class與E-Class兩大產品線。與同類產品相比,其他廠商的Flash-based純固態儲存產品,大都只提供單純的區塊儲存服務,而Nimbus的產品則能藉由專屬的HALO作業系統同時兼用於SAN與NAS環境。

其中E-Class可提供最多達到576臺Flash儲存模組與500TB最大容量,S-Class則提供最多240臺Flash儲存模組與100TB容量,兩系列產品都能支援FC、10GbE與InfiniBand在內的多種傳輸介面,以及FC、iSCSI等區塊傳輸協定、CIFS/NFS等檔案傳輸協定,以及InfiniBand SRP協定。

Nimbus還預定在年底推出新的Gemini系列,這款新機型新增了主動-主動式雙控制器架構的支援,並能支援新的2TB Flash模組,最大容量則提高到1PB,除了容量升級外,系統最大頻寬與IOPS也分別提高了1/3與2.5倍。

Gridiron System
Gridiron是一家成立於2007年的儲存新創廠商,旗下有命名為OneAppliance的一系列Flash-based純固態儲存產品,除了針對典型的企業高IOPS應用外,還含蓋了SAN存取加速與Big Data整櫃式應用系統領域,其中屬於高IOPS應用的純固態儲存產品有這兩款:

FlashCube:針對一般資料庫應用的Flash-based純固態儲存設備,分為5U與10U機箱兩種尺寸,分別可提供25~100TB容量與50~100TB容量,可支援的前端傳輸介面包括8G FC與10GbE。

iNode:針對Big Data應用的純固態儲存設備,5U高度機箱含有1TB的DRAM與100TB容量的Flash記憶體,支援8G FC與10GbE傳輸介面。
Kaminario

該公司的K2系列固態儲存設備除了前面介紹過的DRAM式K2-D外,還有另兩款Flash-based機型,因此整個K2系列分為三種款式,分別是DRAM-based的K2-D、採用DRAM+Flash混合架構的K2-H,與純粹採用Flash記憶體的K2-F。

三款產品的架構都是相同的,差別只在於儲存刀鋒模組(即ioDirectors與DataNode刀鋒模組)內含的儲存裝置型態不同,其中以Flash記憶體為主要儲存媒體的K2-F與K2-H,都可提供3~30TB容量,而採用DRAM為儲存媒體的K2-D則只有3~12TB容量,價格也遠高於前兩款,但效能表現(存取延遲與頻寬)則是K2-D>K2-H>K2-F。

值得一提的是,為了提高效能,K2系列的Flash記憶體模組採用的是Fusion-io提供的ioMemory PCIe介面卡,不像其他廠商的Flash儲存裝置大都是採用SAS介面。

Pure Storage
Pure Storage是家2009年成立的新創廠商,在2011年8月才發表第一款產品FlashArray。FlashArray採用控制器機箱與磁碟機箱分離的型式,目前有兩種產品款式,包括單控制器的FA-310與雙控制器的FA-320。

兩種款式都是採用相同的2U控制器機箱與2U磁碟機箱,其中控制器機箱含有2顆6核心Xeon處理器與用於快取的96GB DRAM、連接前端主機用的8Gb FC與10GbE介面,以及用於連接磁碟機箱的6Gb SAS介面。至於磁碟機箱則含有2臺NVRAM儲存裝置與22臺256GB的Flash SSD,透過6Gb SAS介面與控制器機箱連接。

值得一提的是FlashArray可藉由專屬的Purity作業系統提供相當豐富的進階功能,包括快照、Thin Provisioning、壓縮、重覆資料刪除等,還有搭配VMware平臺的嵌入套件,較多數同類產品更完整。

TMS/IBM
如上一節提到的,老牌固態儲存設備廠商TMS目前的主力產品,已經轉移到Flash-based產品,而在Flash記憶體設備領域,TMS是當前少數提供SLC Flash記憶體的固態儲存設備廠商之一。

我們可以將TMS的機架式Flash-based儲存設備分為兩個類型,採用MLC Flash記憶體的有RamSan-820與RamSan-810,採用SLC Flash記憶體的則有RamSan-640、RamSan-630、RamSan-720、RamSan-710與一整機櫃的RamSan-6300等,前述產品全都可以提供8Gb FC與InfiniBand兩種前端傳輸介面。

Violin Memory
Violin是一家2005年成立的Flash-based固態儲存設備專業廠商,目前該公司的產品有6000與3000兩個系列。

其中6000系列採用3U機箱,又分為SLC Flash記憶體的6600與MLC Flash記憶體的6300兩款,可提供6~32TB容量,提供的前端主機介面包括8Gb FC、10GbE與InfiniBand等三種常見類型,還提供特別的PCIe直接連接功能。

至於3000系列同樣也是採用3U機箱也分為採用MLC Flash的3120,與採用SLC Flash記的3202/3205/3210/3220等兩種類型,可提供2.6TB~23TB容量,前端介面則有8Gb FC、10GbE,以及PCIe直接連接等3種。

藉由專屬vMOS作業系統,Violin旗下的Flash-based固態儲存設備都能支援快照、Clone、非同步遠端複製、Thin Provisioning與重複資料刪除等進階應用功能,還支援VMware VAAI架構,並提供vCenter嵌入套件。

XtremIO/EMC
剛在今年5月為EMC併購的XtremIO,是一家2009年才成立,專門發展Flash-based固態儲存設備的新創廠商。
XtremIO的產品是一種Scale-Out叢集架構的Flash-based儲存陣列,基本單元稱為X-Brick,可串接最多4組X-Brick組成叢集,線性的擴展容量與效能。
目前EMC與XtremIO正在Project X計畫下開發新產品,相關規格還不是很明朗。從目前得知的消息看來,每個X-Brick是一個4U單元,由2組1U控制器與1組內含Flash SSD的2U磁碟機箱組成,每組控制器內含2顆6核心x86處理器,所以每個X-Brick一共有24核心處理器,並含有作為前端傳輸介面的8Gb FC與10GbE埠各4組,以及與其他X-Brick互連用的InfiniBand埠。
藉由專屬的XIOS作業系統,XtremIO提供的進階應用較多數同類產品完整,包括快照、Thin Provisioning、重複資料刪除與VMware VAAI整合等。

 

看大圖

 純固態儲存設備的附加應用功能 
除了提供前端主機存取用的儲存空間外,企業級儲存設備多半還會提供一些針對資料保護或其他用途的附加應用功能,如用於在本地端或異地端產生磁碟區複本的快照、Clone與遠端複製,以及可節省容量消耗的Thin-Provisioning、壓縮或重複資料刪除功能。

不過對純固態儲存設備來說,由於單位容量成本高、總容量有限,加上定位於高I/O效能應用,對於提供這類會消耗額外儲存空間或效能的附加功能,便有不同的考量。就DRAM-based純固態儲存設備而言,多數產品都僅定位於提供高I/O需求應用的主儲存區,而不提供額外附加功能,有這類需求的用戶必須另外搭配第三方產品。至於Flash-based純固態儲存設備,由於單位容量成本較DRAM-based低了許多,系統總容量也較大,更有餘裕來提供各式各樣的進階應用功能。

以個別廠商來看,目前的Flash-based固態儲存設備供應商中,Violin、Pure Storage與被併入EMC的XtremIO,為旗下產品提供的附加功能最為完整。Violin可透過專屬的vMOS作業系統提供快照、Clone、遠端複製、Thin-Provisioning與重複資料刪除,Pure Storage也能透過Purity作業系統提供快照、Thin-Provisioning、壓縮與與重複資料刪除,XtremIO的XIOS作業系統則有快照、Thin-Provisioning與重複資料刪除。Kaminario也提供快照與非同步遠端複製,Nimbus則緊追在後,預定在年底為其HALO作業系統引進快照、複製與重複資料刪除功能。

相關報導請參考「純固態儲存設備的兩種選擇:DRAM 與 Flash-based」


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