快闪记忆体的潮流:快闪储存的商业案例

对现代企业能否维持的竞争优势,应用程式的效能扮演关键角色。为了能立即存取,即时处理、分析与剖析资料,企业客户会主动于储存设备基础架构加入快闪记忆体。

因应客户的需求及市场需求急遽成长,许多 CIO 发现快闪记忆体非常适用于效能密集型的应用,包括资料库、资料仓储和大数据分析等。

虽然全快闪式与混合式快闪储存阵列的发展被广泛讨论,但伺服器端的快闪储存 PCIe 发展得更为快速。Gartner Group 预测 2015 年将有超过 100 万套出厂。 随着 PCIe 的价格趋近于 $1/GB,Gartner 也预期 2018 年存在于资料中心的 SSD 设备将高达 50% 为 PCIe。

PCIe 最初主要是由横向扩展架构与 NoSQL 资料库等超大规模 (HyperScale) 的客户採用,而 PCIe 快闪设备的性价比优势已成为最近主流,加上全新的软体定义储存功能,过去需要採用外部的高延迟高成本的 SAN 型方法其企业使用案例,现在将得以实现。

快取成为获利的关键

PCIe 快取储存其主要运用在 SAN 前端的快取组态内,对于现有的 SAN 而言,使延迟度从几十毫秒降低到微秒,现有的基础架构也能增加至数千 IOPs。这类的应用多受 Microsoft® SQL Server 等资料库採用。资料库购买单个 PCIe 装置与快取软体的价格将可能低于 $10,000,相较于先前即使花费五倍价格也无法大幅改善 SAN 的效能并达到同样的低延迟特性。,延迟度代表等待时间更长,也就是使用者的反应时间或每秒更少的资料处理次数。在同时考量时间及金钱的成本的前提下下, PCIe 快闪储存搭配快取软体将是一个简单又迅速的解决方法。

共享快闪存取

多数企业的资料库都需要共享的储存器。其中, Oracle® 资料库及 Oracle 真正应用集群(RAC) 就是个好例子。RAC 使用 Oracle 的自动储存管理 (ASM) 功能做为资料库的卷管理器。ASM 使用磁碟群组来储存资料档案,即可实现灵活的伺服器型镜射选项。现在, Oracle ASM 使用快闪记忆体的方式是在 SAN 阵列之内。延迟度和成本问题也使得 SAN 的 Oracle 资料库所费不赀,随着环境成长,工作负载的剩余空间所需的 IOPs 也随之增加。

HGST 提供的软体定义储存,可使 PCIe 快闪做为 ASM 磁碟群组,直接在资料库伺服器内进行存取及管理。ASM 能依据资料库集合所需数量的 PCIe 快闪记忆体。由于储存设备位在伺服器汇流排上,可利用快闪记忆体层让伺服器达到仅有微秒的延迟度 (Oracle 的 Calibrate_IO 工具无法测量到)。ASM 能侦测到所有的储存装置,也可将资料转移到 SAN 上的储存设备,达到最佳的性价比。共享快闪记忆体存取额外的好处可改善伺服器核心的运用,并降低 Oracle 的授权费用或是延长现有授权的使用时间。

丛集与伺服器整合

对于 MySQL 的资料库而言,传统的伺服器配置为主从配对。主伺服器为大型丛集的一部份,丛集中的资料库行列会由多个主伺服器横向「共享」扩展。从属伺服器则是用于分载读取流量,并在主伺服器发生故障或资料毁损时做为故障转移的节点使用。

PCIe 快闪记忆体的高速度、低延迟,让单一装置即可应付主伺服器的读写流量。资料库和伺服器鲜少发生故障,许多属站通常只是闲置一旁,浪费电、佔空间还需要冷却散热。这些伺服器资源耗用过多 (server sprawl) 的状况,可透过 PCIe 快闪装置与伺服器端的快闪丛集软体轻鬆解决。

丛集软体能够让多个主伺服器下所有快闪记忆体资源集合至单个集用场内,再自集用场为各个主伺服器分配容量。配备少量开放原始码软体的从属伺服器或「多功能伺服器」会作为「收听器」。当主伺服器故障时,多功能伺服器可装载并继续运作,不会有停机的问题,此外,由于所有的主伺服器都会同步複製到集用场内,因此故障发生时不会造成资料损失的情况。由于 MySQL 的複製并非同步处理,可能会有部分交易漏失,因此格外重要。这项简单但巧妙的变动,对 MySQL 的实体配置所产生的效果可使伺服器数量依据丛集的规模而减少 38% 到 70%。

展望未来

在企业资料库,延迟度代表等待时间更长,也代表着使用者的反应时间更长或者每秒更少的交易次数。时间及金钱成本双重考量下,快闪记忆体成为越来越诱人的选项。这代表效率、效能和扩充能力的标準将受到严格的检视。致力于迈向成功的企业必须从自有的资料中获取更多的利益与价值。

硬体和软体解决方案必须能够协助 CIO 在效能、複杂度与成本之间找到平衡。这代表未来将会着重于使用全 SSD 环境来加速高峰应用程式,并且透过分层或快取来使用混合式 HDD 与快闪环境以改善延迟情况。