闪存存储技术能否拯救数据中心？

哪些现实难题阻碍了固态存储技术的进一步普及？

全闪存数据中心：当下是否已经存在？未来是否可能出现？

我们是否真的能够想象一座完全不使用传统磁盘驱动器，全部应用程序执行都依赖于固态存储技术的数据中心？这正是Violin Memory公司在其“磁盘已死”活动当中提出的愿景。但，这是否真能代表未来数据中心的发展方向？

Violin公司市场营销负责人Amy Love在博文中作出了贴近的比喻。“磁盘驱动器作为主要IT数据存储介质的地位正逐渐被取代。全闪存数据中心对于许多企业而言在技术层面已经成为现实……正如芬达吉他与主音吉他手已经成为每个摇滚乐园的标准配备，闪存存储平台未来也将成为24/7全天候数据中心的核心所在。”

那么我们是否该认同他的观点呢？事实证明，大多数实际案例似乎并不支持他所作出的比喻。

构建全闪存数据中心的思路似乎有些荒谬，因为目前的主流解决方案是根据数据类型的不同为其提供差异化存储位置：

· 对访问速度要求最高的主数据

· 速度要求相对低一些的即时访问数据

· 基准数据

· 备份数据

· 归档数据

数据会根据已经存在的时间长度在整个生命周期当中经历以上几个阶段。而根据数据总量以及访问时间需求，外加存储介质速度及成本水平作出考量，我们也需要利用不同类型的存储介质承载这些有价值信息。

闪存介质的访问速度最快，但每GB使用成本也是最高的。紧随其后速度较快而价格次高的为1万5千转磁盘驱动器，接下来是万转磁盘驱动器和7200转大容量磁盘驱动器——7200转产品目前的最高存储容量已经达到10 TB。排在最后的则是磁带产品，其每GB使用成本最低，而访问速度也最慢。

以上提到的内容相信很容易理解，而如果我们将数据类别与存储介质类型一一对应，就会得到以下这份表格：

数据类别与适用介质表格。红色为最适应，土黄色为较适应，白色则为不适应。

这份表格的出现使我们不禁要问，Violin公司提出的全闪存数据中心客户到底该如何处理那些不适宜采用闪存存储来承载的数据类别——其中包括参考数据、备份数据以及归档数据？

应当指出的是，Violin公司的每GB原始容量使用成本确实要高于1万5千转磁盘驱动器，但在经过重复数据删除与压缩处理之后，其实际每GB存储容量使用成本已经与1万5千转磁盘基本持平、甚至更低——具体取决于数据压缩比率。直观地讲，该公司的客户已经开始将各类即时访问数据——例如电子邮件数据——保存在闪存介质之上。

在这种情况下，他们可以将全部非高速访问型数据保存在自有基础设施之外，例如使用远程数据中心或者交由云服务供应商打理。

通过将所有访问速度要求较低但总量较大的数据交付至其它全部采用磁盘驱动器的数据中心，我们就可以建立起一整套全闪存数据中心方案，但这种说法实在有点忽悠的意思。当然，将数据交由公有云打理可就不算是忽悠了，如此一来我们确实能够拥有一套名副其实的全闪存数据中心。

不过这样的方案对于不少甚至是大多数企业及组织并不可行，因为这恐怕有违他们对于安全性及访问可靠性的要求。云服务偶尔会出现某些异常状况，微软的Azure此前就曾经曝出停机事故。

闪存化新设备

那么对于需要处理非闪存适用性数据的数据中心来讲，如何才能实现全闪存转化呢？

使用成本更为低廉的闪存算是解决方案之一，而戴尔公司就已经在其SC(Compellent)系列阵列当中使用由具备每单元3 bit(即TLC或者三层单元)技术的3D(即多层NAND)芯片构建而成的3.8 TB SSD产品。

通过以多层方式构建闪存芯片，并在每个单元当中塞进更多bit(至少要高于Violin系统当中所使用的每单元2 bit，或者简称为MLC)，戴尔公司得以将每GB原始容量使用成本控制在与1万5千转磁盘等同的水平。在经过数据缩减处理之后，其使用成本甚至可以与万转磁盘驱动器相等，这就使得闪存介质的适用范畴得了治病更多数据类别。

戴尔的3.84 TB TLC SSD与SC系列存储阵列。

不过其仍然无法取代7200转磁盘驱动器与磁带存储方案。

除非大家愿意将参考、备份与归档数据发送至云端，否则目前的全闪存数据中心还不适合我们。

闪存技术的支持者们会强调闪存产品的不断迭代，包括 3D 每单元4 bit或者简称QLC方案，有可能将使用成本控制在比7200转磁盘驱动器更低的水平。他们还会强调，闪存介质的速度表现远高于普通磁盘，而且对能源消耗量及冷却体系的要求也低得多。再加上数据削减能力，这一切都将有效降低整体拥有成本，并在当下实现低于1万5千转磁盘甚至与万转磁盘持平的使用成本。

目前3D TLC闪存产品已经能够在一定程度上冲击7200转磁盘驱动器的市场份额，而下一代闪存技术应该会进一步压缩7200转磁盘产品的生存空间。

而那些抱持着“够用就行”的磁盘产品支持者们则向闪存派大呼“醒醒吧!目前全球闪存芯片存储容量的整体产能根本不足以取代7200转磁盘驱动器。”

他们说的没错。美光公司的存储业务部门负责人Darren Thomas在今年7月的新闻发布会上指出，目前其闪存代工能力只能够提供相当于全球存储容量总需求中4%的比例。他同时作出预测，称随着闪存代工全面进入3D技术时代，未来闪存总产出容量大约会占到全球需求比例中的12%。但在此之后，只有建设更多闪存代工生产线才能进一步满足客户需求。

从零开始兴建一条闪存代工生产线大约需要耗资150亿到200亿美元。目前的四大闪存代工厂商——三星、美光、东芝以及海力士——则需要在这方面投入上万亿美元甚至更多以实现更高bit容量的闪存代工能力。这意味着其中每一家企业都需要拿出数千亿美元——因此这样的情况根本不可能发生，至少在我们的有生之年是没戏了。

而真正将要成为现实的是，全闪存数据中心将不断扩展自己的适用范围。所有存储阵列供应商以及超融合型基础设施设备及融合型服务器/存储/网络供应商都将采用3D TLC闪存介质。对于1万5千转磁盘驱动器的需求将逐步消失，而万转磁盘的市场需求量也将随之降低。

结合将参数、备份与归档数据交由云端处理的思路，我们未来也许真的会迎来完全不涉及任何传统磁盘驱动器方案的内部数据中心体系。

不过公有云数据中心在未来几年当中仍然将以磁盘驱动器为中心，而且相当比例甚至大多数的内部数据中心也将遵循这一固有设计思路。

全闪存数据中心对于大多数用户来说仅仅是一种梦想，而闪存支持者们需要尽快清醒过来面对现实。我们拿不出足够的闪存容量为承载全部数据——实际情况就是这么简单。

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