誰讓存儲的未來不再憂傷？我們來細品一二
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昔日HDD出游
車十乘
仆從百千
浩浩蕩蕩橫無際涯
眾介質紛紛俯首避讓
唯SDD一人直視車駕
凜然指之曰：
“彼可取而代之！”
誰給存儲體系插上了翅膀？誰讓存儲的未來不再憂傷？
今天讓我們站在技術流的角度
細品一二
從二進制發展看傳統磁盤的弊端
半導體技術的出現和普及，讓存儲介質與存儲模式發生了翻天覆地的變化，使用二進制記錄和存儲數據成為整體存儲模式的主流。
信息的存儲是一個物理反應過程，二進制即是通過物理反應所產生的物理狀態來呈現數字0和1。比如，我們常見的機械存儲介質里，磁盤和磁帶是利用電磁極產生的南北極來記錄0和1，而光盤則是利用光刻錄時產生凹槽所反射的不同角度來記錄0和1。
在傳統硬盤上，一次隨機數據訪問的過程是這樣的：硬盤首先要驅動磁頭移至數據所在磁道，隨后等待磁盤旋轉，將該磁道數據送到磁頭所在位置。
影響磁盤的關鍵因素是磁盤服務時間，也就是所謂IO延遲，它表示磁盤完成一個I/O請求所花費的時間，由尋道時間、旋轉延遲和數據傳輸時間三部分構成：
= 
▐ 尋道時間Seek，是指將讀寫磁頭移動至正確的磁道上所需要的時間。尋道時間越短，I/O操作越快，目前磁盤的平均尋道時間一般在3-15ms。
▐ 旋轉延遲Trotation，是指經盤片旋轉將請求數據所在扇區移至讀寫磁頭下方所花時間。旋轉延遲取決于磁盤轉速，通常是磁盤旋轉一周所需時間的一半。比如，7200rpm的磁盤平均旋轉延遲約為60*1000/7200/2= 4.17ms，而轉速為15000rpm的磁盤平均旋轉延遲約為2ms。
▐ 數據傳輸時間Transfer，指將所請求的數據傳輸完畢所需要的時間。它取決于數據傳輸率，其值等于數據大小除以數據傳輸率。通常來講，數據傳輸時間要小于尋道時間和旋轉延遲。
然而，這種機械結構導致了傳統硬盤的兩個缺陷：
☛ 能耗高
☛ 讀寫性能低
電機系統作為機械傳動裝置，其最高轉速——15000轉/分鐘基本已達到物理極限，磁盤性能的提升空間也到此為止了。
固態硬盤掀起了存儲革命
隨著大規模及超大規模集成電路技術的不斷成熟，固態硬盤SSD和Flash技術出現了。
固態硬盤和Flash介質的基礎存儲顆粒為集成電路的類似三極管的裝置：如果要表示0，電極加電壓為電子浮柵電容充滿電子水位；如果要表示1，電機加電釋放電子水位。
這種方式克服了傳統機械磁盤使用機械傳動方式實現數據訪問的弊端，提高了數據訪問速度，降低了磁盤訪問延遲，同時降低了機械傳動所產生的磁盤高耗能。
☞ 那么為什么說固態硬盤的出現給整個存儲體系帶來了革命性的變化呢？
1. 固態硬盤徹底改變了存儲方式與存儲優化模型。
固態硬盤SSD是一種電子裝置，避免了傳統磁盤在尋道和旋轉上的時間花費，使存儲單元尋址開銷大大降低，IOPS可高達數萬甚至數十萬。
以前必須幾千塊物理磁盤、十幾個存儲機柜才能處理的高并發、低延遲用戶應用需求，現在僅需占用幾個U的寥寥數塊磁盤就能解決，在大大降低機房成本和能耗的同時，也改善了用戶應用的使用體驗。
2. 固態硬盤徹底改變了磁盤陣列系統的性能管理模式。
在典型的讀寫負載壓力條件下，以前的機械磁盤陣列體系瓶頸來源于兩方面：大數據塊順序讀寫瓶頸在于控制器，速度取決于CPU核數和主頻；小數據塊隨機讀寫的基礎瓶頸則在磁盤體系，快慢取決于磁盤數量和轉速。
而高性能高容量的SSD一誕生，就給磁盤體系的兩個角色（角色一：隨機讀寫方式的瓶頸，角色二：性能擴展的障礙）發了“便當”，從此使控制器CPU體系成為整體磁盤陣列讀寫的統一基礎性瓶頸。
SC全閃存，固態硬盤與Flash的結晶
用戶對磁盤陣列性能進一步提升的需求，也推動了另一個存儲市場的產生和蓬勃發展——全閃存存儲體系。
全閃存存儲有別于傳統存儲平臺，其技術優化朝著CPU優化、SSD讀寫優化和CPU直通Flash介質的方向發展，不斷優化存儲體系性能，降低系統延遲，提高CPU使用效率，從而大幅提升存儲平臺的讀寫性能。
這方面，戴爾易安信先行致遠，其SC全閃存存儲系列，是戴爾易安信旗下全閃存存儲的先驅，以性能為中心保持高IOS和高吞吐量，可按需實現橫向、縱向擴展，幫助用戶將運營效率提升到更高水平。
戴爾易安信SC5020F和SC7020F，都是3U大小的設備，帶有8核英特爾®至強®處理器的雙主動/主動控制器，擁有高達256GB的內存，支持10/25/100Gb iSCSI和16/32GB FC網絡連接的多協議。
主要特點：
1.高性能：單一陣列可達39.9萬IOPS，多陣列至大聚合IOPS性能可達390萬；
2.聯合數據遷移、擴展和保護：鏈接到聯合多陣列集群，可實現輕松、無中斷的工作負載遷移和負載平衡，包括內置業務連續性的自動故障轉移功能；
3.自我優化效率：智能刪除和壓縮重復數據，RAID分層和無處不在的自動精簡配置有助于節省成本；
4.全包軟件：每個高級SC系列功能都包含在內，無需購買或維持額外的軟件許可證。
并且SC全閃存儲系列內嵌Live Migrate功能，能夠在本地、城域范圍內實現多陣列聯合，構建一個“存儲聯邦”，用戶無需中斷工作負載或重新配置主機，即可在陣列間以透明的方式移動卷。
借助Live Migrate，存儲聯邦可以在跨異構SC陣列的聯合集群中實現負載均衡，新陣列添加到聯合集群后，無需修改配置，即可自動將新陣列用于負載平衡，這既能更大限度地提高陣列性能和資源利用率，同時也有利于減輕數據中心管理工作。
另外，戴爾易安信的存儲聯邦可以實現多套陣列間的數據交互和零停機數據切換遷移，多陣列形成一個可統一管理的存儲資源池，對于幫助企業應對業務高峰需求、提高存儲資源利用率有著深遠意義。
寫在最后：
當然，盡管固態硬盤有諸多優點，它也并非存儲技術發展的終點，只要超高IOPS和超低IO延遲的需求不斷提出，人類就必須在存儲技術上不斷進步。一旦新的存儲技術發展成熟，它們必將取代傳統固態硬盤，承擔起未來存儲體系的負載重任。未來究竟怎樣，讓我們盡情期待吧！
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