開放計算存儲層次體系解讀

沈建苗編譯

開放計算項目峰會（Open Compute Project Summit，OCP）專注于超大規模數據中心。今年，這次盛會的一大主題就是數字存儲。2017年OCP峰會設有分會和展會，著重介紹各種類型的數字存儲，包括傳統硬盤（HDD）、閃存存儲器（尤其是NVMe接口）以及用于現代數據中心中各個數字存儲層的光介質。

云端大容量存儲

希捷公司的昂梅什·庫爾卡尼（Unmesh Kulkarni）暢談了基于大容量傳統硬盤提供的近線存儲。2010年，65%的數據存儲在PC上，35%的數據存儲在別處。預計到2020年，存儲在PC上的數據將只占總量的26%，6%存儲在移動設備上，68%存儲在別處（主要是在云端），這種以云為主的存儲會達到1.185ZB，其中700EB的存儲會使用近線HDD、關鍵任務HDD和固態硬盤來交付。如今，大約50%的企業將他們的數據存儲在云端。到2020年，預計這個數字會上升到80%。

希捷已經宣布還將推出一款12TB硬盤。希捷的這款硬盤采用常規磁記錄（CMR），而不是疊瓦式磁記錄（SMR）。

希捷還展示了企業級HDD路線圖。未來計劃包括：二維磁記錄（疊瓦式磁記錄SMR的改進版）、多驅動電機（每塊硬盤至少有2個驅動電機）、熱輔助磁記錄（HAMR）、并行技術，最后還有結合圖案化磁記錄介質的HAMR。

東芝的HDD市場份額在2016年第四季度增長9%。從2015年到2016年，該公司的SSD收入猛增了114%，因此成為全球收入第四高的SSD公司。

有一場值得關注的分會探討了企業HDD的未來，參與者包括來自谷歌、Facebook和微軟的代表。谷歌的代表是勞倫斯·應（Lawrence Ying），他是《數據中心級磁盤》白皮書的作者之一。超大規模用戶和HDD廠商對于共同合作消除長尾延遲（long tail latency）等重大問題似乎有著廣泛的興趣。

閃存存儲器和Facebook的存儲層次體系

Facebook在2017年OCP峰會上展示了幾款HDD存儲系統。這其中包括Bryce Canyon硬盤機箱，它提供了比之前采用Open Vault設計的產品更高的性能。Bryce Canyon存儲服務器的計算容量是基于Open Vault的Honey Badger存儲服務器的4倍。

Bryce Canyon將主要用于高密度存儲，包括照片和視頻，提供的傳統硬盤（HDD）密度比Open Vault高出20%。它旨在支持功能更強大的處理器和更多的內存。它從機箱下面吸入空氣，因此改進了散熱效率和電源效率。Bryce Canyon存儲系統支持72塊3.5英寸硬盤（12 Gb SAS/6Gb SATA）。該系統可以配置成單一的72塊硬盤存儲服務器、兩臺電源路徑完全獨立的36塊硬盤存儲服務器，或者配置成36/72硬盤JBOD，還為NVMe SSD留有插槽，用于緩存和元數據加速。在OCP峰會開幕式上，OCP理事會主席賈森·泰勒（Jason Taylor）表示，該項目旨在將硬件和軟件分開。NetApp宣布了將企業存儲硬件與該公司家喻戶曉的ONTAP存儲管理軟件分開，在OCP硬件上作為OPTAP Select來提供。

IBM也宣布其Spectrum存儲系統（這是之前名為Tivoli Storage Manager的解決方案的組件）在OCP硬件上作為Spectrum Scale來提供。IBM和NetApp的這些宣布表明了各大存儲公司致力于將硬件與軟件分開。

微軟的庫夏格拉·韋德（Kushagra Vaid）暢談了Olympus Project通用主板系統，它用于構建節能型云計算基礎設施，其目的在于，重塑服務器和存儲的工作方式。參與這項計劃的公司包括閃存存儲器公司三星、海力士和建興，還有存儲控制器廠商美滿電子技術和博通。

英特爾的杰森·韋克斯曼（Jason Waxman）介紹了Project Lightning的近況，這個項目是在2016年OCP峰會上宣布的。Project Lighting是一種標準化的閃存存儲模塊。它提供了可通過PCI訪問的NVMe JBOF存儲系統，能夠支持熱存儲和溫存儲，擁有PCIe 3.0 4X速率，但耗電量不到10瓦，還有一塊60X PCIe 3.0 NVMe硬盤擴展器。Lightning還支持熱插拔。在峰會上英特爾大力宣傳其NVMe存儲池以及Redfish API。

將閃存分解為獨立的閃存熱交換卡（sled）提高了閃存密度，降低了對閃存耐用性的要求，并讓每臺服務器可以處理迥異的工作負載。這帶來了一種自然的存儲層次體系，包括光存儲和不同類型的閃存存儲器。索尼展示了Everspan光存儲庫，松下也展示了其光存儲庫的幾個版本。索尼表示，光存儲庫每個系統有64塊硬盤，支持每天1.3 PB的恢復容量，電費比HDD低得多，成本與磁帶有一拼。HDS展示了基于其Everspan光磁盤庫的混合云解決方案。

現代超大規模數據中心在處理數量異常大的內容時，需要包括多種存儲技術的層次體系：除了光磁盤或磁帶庫外，還包括從閃存存儲器到傳統硬盤的存儲技術。存儲軟件帶來了容量和性能很高，但成本較低的開放存儲硬件解決方案。