全閃存數據中心的夢(mèng)想正在慢慢實(shí)現

2011 年，當 Pure Storage 為任務(wù)關(guān)鍵型數據中心發(fā)表了第一套足夠強大、且經(jīng)濟的全閃存存儲陣列時(shí)，引起了市場(chǎng)與客戶(hù)的關(guān)注。從此，Pure 便立志要實(shí)現全閃存數據中心的夢(mèng)想。 

相較于傳統的存儲介質(zhì)，如磁盤(pán)或磁帶，閃存的優(yōu)勢毋庸置疑，但其最大障礙在于成本。不過(guò)，磁盤(pán)與閃存之間的總體擁有成本 (TCO) 差異，其實(shí)比許多人想象的還低。本文將探討，在未來(lái)短期之內可能讓硬盤(pán)不再具備成本優(yōu)勢的一些因素。

值得事先一提的是，對于任何性能或延遲敏感的工作負載來(lái)說(shuō)，閃存早已是它們的最佳選擇。自從閃存進(jìn)入企業(yè)存儲市場(chǎng)以來(lái)，其便從上至下一級一級地逐步淘汰硬盤(pán)，目前只剩下磁盤(pán)驅動(dòng)器還維持著(zhù)市場(chǎng)占有率優(yōu)勢，即容量導向的近線(xiàn)驅動(dòng)器。

盡管這是在線(xiàn)數據存儲最低的一層，但大部分的數據仍存儲在這層，而且在每年出貨的硬盤(pán)容量中占比越來(lái)越大 (超過(guò) 70%)，這就是閃存接下來(lái)要滲透的一層。

NAND 閃存的每比特價(jià)格正在以比近線(xiàn)硬盤(pán)更快的速度下滑。再加上閃存在電力、空間、制冷方面的優(yōu)勢，以及更高的性能與可靠性，硬盤(pán)很快就會(huì )變成一種不太具備成本效益的選擇。下面就來(lái)深入探討其中的一些因素。

介質(zhì)成本

第一個(gè)最直接的成本就是介質(zhì)成本。雖然，如今硬盤(pán)的每比特成本仍舊低于最高密度的閃存，但 2023 年有幾個(gè)值得觀(guān)察的重要趨勢。

首先，所有的一線(xiàn)閃存制造商今年都在密度上實(shí)現大幅增長(cháng)，有的甚至做出了 200 層以上的 3D NAND。這種密度增長(cháng)將轉化成更好的成本效率，進(jìn)一步節省電力和空間。其次，如果分析師的預測準確，NAND 的整體價(jià)格將延續 2022 年底開(kāi)始的趨勢，在 2023 年的大部分時(shí)間內呈現下跌的走勢。

能源成本

如今，數據中心基礎架構的能源消耗占了全球的 1% 以上，而且比例還在升高。隨著(zhù)能源成本的持續上漲，信息技術(shù)的能源消耗已不再只是一項環(huán)保議題，更是一項重大的經(jīng)濟議題。

從總體擁有成本來(lái)看，能源消耗在 2023 年及未來(lái)甚至將扮演更重大的角色。因此，具備較高電源效率的基礎架構將比友商擁有更大的經(jīng)濟優(yōu)勢。隨著(zhù)閃存的密度不斷攀升，其未來(lái)的電源效率將超越硬盤(pán)，達到更低的實(shí)質(zhì)成本。

2022 年，Pure Storage 發(fā)布了第一份環(huán)境、社會(huì )和治理 (ESG) 報告，比較了我們與友商的全閃存系統，并指出我們的系統所消耗的能源比友商少 84%。未來(lái)，優(yōu)良的能源效率將成為 Pure Storage 產(chǎn)品在 TCO 上擊敗磁盤(pán)的主要因素。

更高的性能

在兩個(gè)關(guān)鍵方面，閃存相對于磁盤(pán)的性能優(yōu)勢可以轉化為成本優(yōu)勢。

首先，由于磁盤(pán)目前的性能依然很低，所以即使在性能需求最輕的工作負載上，您最后還是會(huì )有許多閑置的容量。舉例來(lái)說(shuō)，或許機械硬盤(pán)本身具備 20TB 的存儲容量，但如果系統的性能在 16TB 的時(shí)候就已經(jīng)達到極限，那您就無(wú)法發(fā)揮每比特應有的成本效益。閃存就沒(méi)有這方面的問(wèn)題，因為即使容量快要用盡，其讀取性能依然穩定，不像硬盤(pán)。

其次，任何強調彈性的存儲環(huán)境都會(huì )有冗余策略，例如：存儲多個(gè)數據復本，以及預留一些備用容量以備不時(shí)之需。

這意味著(zhù)裝置的性能將左右您建立的系統具備多少冗余能力。早在多年以前，硬盤(pán)的容量就已經(jīng)大到當一個(gè)驅動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)，您將因為重建時(shí)間過(guò)長(cháng)而必須采取雙校驗位 (dual paity) 冗余策略來(lái)確保業(yè)務(wù)的彈性。如今還可能需要用到三校驗位 (triple parity)，甚至更多。

但如果采用閃存裝置，重建的時(shí)間就能縮短，因此只需更少的容量來(lái)實(shí)現彈性冗余架構，相當于擁有更好的有效成本效率。此外，有些閃存供應商 (例如 Pure Storage) 還提供了強大的自動(dòng)化彈性調校功能，能將所有的因素都納入考慮，讓用戶(hù)不必操心他們需要設置什么 RAID 等級。

更好的可靠性

根據 Pure 的數據，我們的系統年化故障率 (AFR) 比任何針對機械磁盤(pán)的產(chǎn)業(yè)評測結果都低上許多，甚至比 SSD 的業(yè)界平均值還低。而更好的可靠性，意味著(zhù)更好的彈性。

除此之外，也意味著(zhù)裝置需要更換的情況更少，進(jìn)而降低成本。雖然大多數簽訂支持合約的客戶(hù)都不會(huì )直接感受到這項成本，但可靠性不足所衍生的成本勢必會(huì )反映在支持合約當中。這正是為何傳統的存儲供應商的支持成本在 4、5 年或更久之后將突然暴增。

Pure 的可靠性意味著(zhù)客戶(hù)不需每 4、5 年就經(jīng)歷一次砍掉重練的痛苦。那些 6 年前隨 Evergreen 訂閱方案采購的 Pure Storage 陣列，至今仍有 97% 還在服役，而且還能跟上當今的技術(shù)。

閃存就是比較好

一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)就是：今天已經(jīng)沒(méi)有人是因為機械硬盤(pán)比較好所以才購買(mǎi)，而是因為比較便宜。閃存幾乎在每一方面都優(yōu)于機械硬盤(pán)存儲，而且在閃存原本就具備優(yōu)勢的地方，其優(yōu)勢還在持續擴大。目前閃存仍輸給磁盤(pán)的只有成本，但磁盤(pán)與閃存交叉的日子已越來(lái)越近。對大多數企業(yè)而言，全閃存數據中心的夢(mèng)想很快就會(huì )實(shí)現。