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什么是全闪存储？关于全闪存储的几个问题

发布时间：

2023-09-06

这一时代，数据存储具有三大需求，分别是 EB 级容量、亿级 IOPS（每秒进行读写操作的次数，Input/Output Operations Per Second）和智能管理，亿级 IOPS 需求使得存储介质的变革势在必行。，全闪存储普遍被认为是存储行业的发展方向，其具备远高于传统磁盘存储的数据吞吐能力及更低的时延。

全闪存储，顾名思义，在存储子系统中用固态硬盘（SSD）或其他闪存介质代替传统硬盘（HDD）。最显而易见的特性在于它的高IOPS。通常而言，单一脚本中，全闪存阵列可以提供50到100万IOPS，延迟在1毫秒以下。闪存介质的威力通过一组数据可以看得非常清晰：通过在普通存储阵列中增加一个薄片的闪存，如占总容量2%到5%的比例，那么平均的IOPS值就可以加倍，读延迟可以从10毫秒减少到3到5毫秒。

全闪存阵列正在改变大型企业中大多数应用装配存储的方式。尽管和硬盘相比，全闪存阵列每TB的价格要高，但全闪存阵列性能显著提升意味着全闪存阵列提供了与以往有所不同的虚拟数据中心运作方式。

在SAN网络中使用全闪存阵列的目的是能够快速访问被频繁使用的数据。典型的虚拟集群针对磁盘性能低下的解决方案是在SAN中增加更多的磁盘。每块磁盘提供的IOPS大约是150，当前系统对全闪存阵列的要求仍然很高，在SAN中增加更多磁盘的结果就是主存储层配置了过多的全闪存阵列存储容量。全闪存阵列和主存储层的存储容量相比，全闪存阵列热点数据的量通常很少，全闪存阵列是一种很不错的在高速存储上存储有限数据的选择。

最新的全闪存阵列单元能够压缩数据，全闪存阵列能够将有效容量变为原来的三到六倍，全闪存阵列提供了大量的增长空间。即使是这样，全闪存阵列将未被经常被访问的数据迁移到二级存储上的需求一直存在。全闪存阵列二级存储能够接收来自全闪存的压缩数据，因此同样能够获得三到六倍的全闪存阵列存储容量。全闪存阵列使用压缩可以重新调整现有的第一级或第二级存储，全闪存阵列能够延长设备使用寿命，在今后的几年都不需要在购买全闪存阵列二级存储了。

全闪存阵列对虚拟机群的影响并不仅限于存储容量与性能。虚拟化IO问题一直存在。全闪存阵列磁盘存储上分布着多个虚拟实例，全闪存阵列在某些情况下每个实例的IO可能会非常低。运行LAMP堆栈通常意味着每个实例的IO较低，但创建多个实例可能会引发启动风暴（大量系统同时启动时的读密集操作与大量用户同时登陆的写密集操作）。全闪存阵列在虚拟化桌面配置中我们经常会遇到启动风暴，因此很多公司打算在虚拟基础设施中使用全闪存阵列也就不足为奇了。全闪存阵列提供了非常高的性能，启动风暴仅仅是网络争用而不再存在IOPS问题了。

全闪存阵列读写速度要比磁盘阵列快很多。全闪存阵列读或写操作大概只需要50微秒，而磁盘阵列至少需要3毫秒。应用在全闪存阵列上运行的速度更快，给定job所需要的服务器资源也就相应地减少了。具体减少的资源与应用等待IO的数量有关，不同应用的差异可能非常大。

全闪存阵列在极端情况下，全闪存阵列高速使内存数据库成为了可能。全闪存阵列性能提升可能高达100倍。尽管可以在本地SSD硬盘中存储变更，全闪存阵列但数据完整性以及可用性目标通常要求在假定数据被提交前提供网络副本。低延迟全闪存阵列让这一切变成了现实，全闪存阵列在数据库集群中可以直接取代分布式存储。

全闪存储与混闪存储有啥区别？

存储阵列根据软件栈和硬件设计的区别，分为全闪和混闪两种存储形式，混闪是一种使用SSD作为性能提速层，一般如二级缓存、自动分层技术；HDD作为主要存储介质的使用，通过SSD与HDD的混合使用，达到存储性能提升的目的。而全闪存储是软件栈全面针对SSD介质进行优化，同时使用SSD作为存储介质的存储系统，充分利用SSD介质的低延迟和高IOPS等优势，为客户的生产业务提供有力的支撑和性能保障，除此之外，HDD和SSD的原理差异，也导致全闪阵列的功耗可以更低，工作温度范围更大，也不必过于担心在一些特殊环境下的物理震荡、冲击带来的存储系统安全影响。

全闪or混闪，应该怎么选？

目前国内的全闪存储应用场景已经从对于响应延迟要求低、高IOPS的核心交易系统扩展到了一般行业业务，越来越多如政府、医疗、教育、能源等客户会选择适合自己业务的全闪存储，如传统行业金融系统中的联机交易、网银、ODS，以及运营商的Billing系统和CRM系统，这些核心系统通常要求存储系统的性能可达到5000-6000 IOPS/TB，传统存储通过机械硬盘难以支撑，而近些年来，一般的传统应用等非核心交易系统也逐渐使用全闪阵列，如高校、医疗、交通、政府等各个行业都有扩展。总而言之，对于IOPS/TB要求高同时响应延迟较低的业务建议使用全闪存储，但由于受到预算或者容量要求较大的业务，也可以使用混闪来替代全闪。

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