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磁盤處理能力越來越難滿足CPU對其的速度要求，企業(yè)迫切需求一種新的介質(zhì)來改變這一現(xiàn)狀，SSD的快速讀取優(yōu)勢使得其在替代名單中大放異彩。早在 2006年，EMC就對企業(yè)級閃存存儲表現(xiàn)出極大興趣。2008年初，EMC發(fā)布業(yè)界首款企業(yè)級閃存技術(shù)。2010年，EMC VNX更進一步，引入FAST Cache。

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據(jù)EMC公司發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截止到目前，EMC共售出了24PB的閃存。平均每售出1TB的閃存，將有54TB的存儲容量提高性能。因此，目前為總共有1300PB(1.3EB)的存儲系統(tǒng)其性能得到提高。

利用SSD提升數(shù)據(jù)流通速度的傳統(tǒng)做法是將SSD作為一個快速讀取層，將頻繁讀取的數(shù)據(jù)緩存到這個讀取曾中。這種做法解決了一些企業(yè)目前面臨的難 題，但并不能從根本上解決CPU的等待時間。于是，另一種理念開始出現(xiàn)，即減少CPU等待時間的最根本的做法是讓存儲層無限貼近CPU，避免數(shù)據(jù)經(jīng)過多層 協(xié)議轉(zhuǎn)換進行傳輸帶來的CPU等待時間。由此產(chǎn)生的即為PCIe SSD。

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而目前EMC公司發(fā)布的VFCache，就是將閃存技術(shù)的優(yōu)勢進一步擴大到服務器。如果說以前通過FAST技術(shù)，能夠?qū)?shù)據(jù)存取速度提高300倍，將它擴大到服務器上，就能將數(shù)據(jù)存取速度提高4000倍。

可能會有人質(zhì)疑，上述所說的方式利用PCIe SSD就可以做到，為什么EMC會專門發(fā)布這樣一個產(chǎn)品，并且非得從EMC購買了呢?直接買PCIe SSD不就可以了么?

對此，Chuck Hollis給出了詳細的解釋，他說有很多用戶都采取了上述的做法，結(jié)果卻遇到了始料不及的問題。這是因為：首先我們要處理的是高價值的數(shù)據(jù)，無論這些數(shù)據(jù)在本地還是在異地，我們都要對它進行保護、備份和復制。

其次則是，最關(guān)鍵的是在恰當?shù)奈恢谩⑶‘數(shù)臅r間存儲恰當?shù)臄?shù)據(jù)，這一過程要自動化，不能依靠手工處理。我們過去是在陣列中用FAST全自動存儲分層實現(xiàn)，現(xiàn)在要在服務器和陣列之間做同樣的事情。

最后，Chuck Hollis說，閃存很昂貴，是稀有資源，因此需要配合重復數(shù)據(jù)消除、資源池等技術(shù)，物盡其用。當我們跨越溝壑去到多種企業(yè)應用時，粗放地把技術(shù)擺在那里讓人們隨便去用是不行的。

EMC首席技術(shù)官詳解VFCache

總的來說，VFCache是與其他存儲環(huán)境相集成的位于服務器端的閃存存儲器。Chuck Hollis認為與其他的利用SSD的技術(shù)相比，VFCache具有很多優(yōu)勢，其主要有以下幾點：首先，VFCache的速度非?？?，遠遠超過了你所能想象的傳統(tǒng)存儲陣列或現(xiàn)有服務器端部署的SSD的速度。

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其次，VFCache非常智能。其能通過EMC軟件和其他技術(shù)對企業(yè)的已有設(shè)備進行整合，包括存儲陣列、操作系統(tǒng)、虛擬化技術(shù)以及管理軟件等。

并且，VFCache所具備的高可靠性能夠很好地和EMC其他數(shù)據(jù)保護方案進行整合。如高可用、備份、復制以及災難復原等等。也許這些都還不足以說明VFCache的優(yōu)勢所在，諸位讀者可通過下面這個圖來更詳細地了解VFCache：

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在低端的是我們所熟悉的存儲陣列端的閃存技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的磁盤，其能夠更經(jīng)濟地提供高IOPS，但在本質(zhì)上原理服務器和CPU，并不能從本質(zhì)上解決CPU的等待時間。

而在頂部則是我們所熟悉的服務器端的閃存技術(shù)，確實非?？?，但卻面臨著一個很重要的問題，那就是對于企業(yè)最具價值的資產(chǎn)——數(shù)據(jù)——卻沒有很好的保護機制。

而VFCache則巧妙地結(jié)合了這兩種技術(shù)的優(yōu)點，并有機地整合成一個單一的綜合解決方案，彌補了存儲端和服務器端現(xiàn)有閃存技術(shù)的不足。其最大的優(yōu) 點在于，用戶不必花時間和精力去考慮到底該將閃存技術(shù)部署在服務器端或存儲端，而使用EMC的VFCache則可迅速應用于企業(yè)的不同環(huán)境，并能提供令其 滿意的性能、成本及可用性等。

關(guān)于VFCache的性能，Chuck Hollis認為并不能僅僅用“快”來衡量性能的優(yōu)劣，因為在實際環(huán)境中，諸如SAP、Exchange、Oracle、SQL server以及生產(chǎn)文件系統(tǒng)等相似的應用程序會產(chǎn)生讀寫混合的工作負載。而64K測試所產(chǎn)生的高水平成績對于用戶來說，并沒有太大的實際意義。

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雖然上圖中缺乏一些細節(jié)，但卻是VFCache多次重復測試所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。無論你目前是基于什么存儲陣列得出的存儲性能測試曲線，只要曲線向右側(cè)下 移，都是一件非常令人高興的事情。平均I/O延遲的大大降低(對我們而言，并不以為著是大幅。此為原文)，能夠減少隊列，并提供高可用，基本上能改善相應 的一系列的存儲性能。

如何將效果轉(zhuǎn)化成具體的性能提升將會隨著主機因素的改變而略有差異，但最近的白皮書顯示，在立基于Oracle 11g、思科UCS和EMC VMAXe存儲系統(tǒng)之上運行類似于TPC-C環(huán)境的TPM(每分鐘交易)有80% 的性能提升。對于需要更深入地了解細節(jié)的用戶可參考下圖：

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在最底層的硬件/驅(qū)動程序級別，我們可以明顯看到IOPS顯著提高，并且延遲降低，以及——最重要的是——利用VFCache可大大減少CPU開銷。當然這可能是最極端的應用測試性能，在實際應用中會稍有下降。但對更深層次的架構(gòu)討論和軟硬件集成后，Chuck Hollis相信VFCache的性能優(yōu)勢將大大超越未來的可預見的競爭產(chǎn)品。“時間可以證明一切!” Chuck Hollis如是說。

VFCache產(chǎn)品架構(gòu)

如果你想要更深入地了解VFCache，如你所愿，下面我們將要詳細地談談這個問題。

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在上層，VFCache為下一層級的塊級I/O子系統(tǒng)采用了一個輕量級的I/O篩選器應用程序，其能對塊級I/O棧進行篩選，這其中包括供應商提供 的 MPIO，EMC的PowerPath等等。輕量篩選應用程序通過檢查I/O傳輸，通過緩存算法實現(xiàn)寫等等。但值得注意的是，你仍希望將普通的服務器閃存 卡部署在服務器內(nèi)部，而不是采用VFCache的優(yōu)勢所在，這也是支持的。這可以大大加快例如臨時文件等非持久性數(shù)據(jù)的傳輸速度。

在VMware公司的vSphere架構(gòu)下可能有所不同。

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在vSphere環(huán)境下，EMC只對上層的來賓操作系統(tǒng)的I/O塊進行I/O篩選應用程序，這就是說如果需要，你可以利用VFCache對每個來賓 或者每個邏輯存儲基礎(chǔ)進行篩選。更重要的是，VFCache還提供一個名為vCenter的靈活的逆變器以監(jiān)視服務器端和存儲端的緩存。

VFCache的最佳應用環(huán)境

顯然，大多數(shù)人對典型的企業(yè)應用工作負載更加感興趣，下圖將給大家提供一個很好的參考：

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橫軸大多是以連續(xù)寫為主。雖然大多數(shù)企業(yè)應用程序都有一個不能被忽略的寫組件，其通常讀取已寫入的數(shù)據(jù)，并取決于使用模式而略有差異。這其中，電子郵件就是一個很好的例子。豎軸為“參考位置”，與橫軸有明顯不同。LOR在一定程度上(有時也稱之為偏差)向上移動。

紅色部分表示EMC Isilon橫向擴展NAS集群，大數(shù)據(jù)集、高讀取帶寬、HDFS等;橙色部分則為大規(guī)模并發(fā)寫：高速備份、數(shù)據(jù)復制、實時圖像采集和攝像。EMC并沒有某個單一的產(chǎn)品去迎合這些應用，我們根據(jù)不同的應用環(huán)境采用不同的方法。

藍色部分則表示“臨時”數(shù)據(jù)，具有短、突發(fā)寫入以及(通常)非持久性等特點，VFCache的分段式緩存在這方面具有較大的實踐意義。而最后的綠色部分則為我們所熟悉的企業(yè)應用程序。

VFCache的未來規(guī)劃

雖然在此以及討論了VFCache的很多細節(jié)，Chuck Hollis預計在今年年底之前將發(fā)布更多的功能，其包括數(shù)據(jù)壓縮以及重復數(shù)據(jù)刪除，尤其是“熱”數(shù)據(jù)方面的重復數(shù)據(jù)刪除，因為對于閃存來說，目前仍舊是非常昂貴，而如何最大限度利用閃存以降低成本，在這方面將有很大的空間可用。

并且，圍繞存儲陣列的數(shù)據(jù)優(yōu)先級和服務器端的數(shù)據(jù)優(yōu)先級，結(jié)合基于陣列的磁盤/閃存/緩存的以往經(jīng)驗，還有很有的預測和分析，EMC期望將閃存發(fā)揮 到更廣闊的領(lǐng)域。而服務器端的緩存一致性也很重要，因為其將涉及到交易數(shù)據(jù)庫，而這通常牽扯到多個松散耦合的服務器。并且，EMC還計劃對VFCache 進行改善，以盡可能透明底適應各種不同的IT角色，如存儲管理員、VMware管理員、應用管理員、融合基礎(chǔ)設(shè)施管理員以及IT通才等等。

從“閃電”到“雷電”

我們都知道“雷電計劃”緊隨“閃電計劃”之后。所以“閃電計劃”宣布之后，緊隨其后的便是“雷電計劃”。先讓我們預覽一下這一項有趣的技術(shù)。

化繁為簡

VFCache就是讓基于服務器的閃存更具可用性，更有效，性能更強，這里要很多要考慮的地方。但是它具體是什么又會怎樣發(fā)展呢?這里我們先假設(shè)一種情境?？蛻粜枰嘈阅?，如重要的Oracle應用，決定用VFCache來大幅度改善性能而不用引入Oracle Exa。

為其他應用購買更多VFCache。從某種角度而言，客戶回想：“或許我應該將所有基于服務器的閃存視為所有服務器的共享資源。”這是EMC Symmetrix 1995年出現(xiàn)的情況：人們當時意識到企業(yè)存儲應該統(tǒng)一管理，共享及合并的資源vs. 與專屬服務器綁定。我們通過端到端的SCSI回輸，然后(!)，不過沒有太大不同。

注重性能的存儲技術(shù)是少數(shù)且相對較貴的資源。而且你會希望在所有潛在用戶那里優(yōu)化其使用性能。歷史會重演嗎?個人認為歷史沒有理由不會重演。簡而言 之，雷電計劃是一個純閃存數(shù)列，目的是集群使用服務器范疇的網(wǎng)絡技術(shù)。從某種意義上來說，它就像是一個SAN，只是使用了不同的技術(shù)。

從硬件方面看，并沒有太多令人驚訝的地方。熟悉的智能存儲模塊組件可以快速組合成可自由調(diào)整大小的架構(gòu)，簡直和Isilon等存儲商如出一轍。

在單一模塊中支持太字節(jié)的能力當然更多是通過多模塊聚合成一個透明的池來實現(xiàn)。EMC已經(jīng)有有一個專門對存儲協(xié)議進行RDMA優(yōu)化的團隊，無疑將有很多操作也適用于此。它將是另一個EMC存儲平臺。

但是它可以和更傳統(tǒng)的FAST數(shù)列以及新的VFCache等進行互操作。從EMC的角度來看，這只是另一個存儲平臺。我們可以獲取數(shù)列中的龐大的存 儲生態(tài)系統(tǒng)，不久后就可以在新平臺上對其進行使用。“雷電計劃”是一個共享的存儲數(shù)列。我們知道要如何處理存儲數(shù)列。確實，我們對于完全以“雷電計劃”為 基礎(chǔ)的VCE Vblock表示驚訝。

ECM的創(chuàng)新?

反對者認為EMC守舊古板。但這肯定不能代表EMC的全部。“閃電計劃”和“雷電計劃”已經(jīng)出來。也希望競爭對手能迎頭趕上。

EMC意識到這個閃存技術(shù)遠不止是讓現(xiàn)有數(shù)列速度更快而已。它為存儲開創(chuàng)了新的思考方式。

而且EMC也意識到自己的產(chǎn)品團隊主要側(cè)重于目前的產(chǎn)品和客戶。為了盡早達成目標，EMC需要更明了的藍圖，不過要仰仗EMC的廣闊的資源。

結(jié)果便是EMC成立了閃存部門，該部門正式成立的日期是2011年4月1日。該團隊由熟悉EMC新角色的老面孔組成，還包括一些業(yè)內(nèi)經(jīng)驗豐富的新面孔。

盡管已有“閃電計劃”和“雷電計劃”這樣的創(chuàng)新，但EMC仍將繼續(xù)推出新產(chǎn)品。

wangzhen