闪存的未来在何方？

过去一年，由于闪存对传统媒介有绝对优势，闪存记忆体的流行性大爆发。不过，经常没有弄清楚的是一个闪存产品与另一个闪存产品之间的区别。下面是对四个常见的闪存设计实施的分析，它们各有自己的优点和缺点。

第一种方法，将PCIe闪存记忆体卡用于服务器并配上将闪存视为系统记忆体扩展的软件。对于那些依赖于高性能数据库访问并且低延迟性非常重要的应用程序，它们可以从这种卡的使用中受益。

鉴于对高性能的需要，数据基本上被作为块迁移到更加接近于应用程序。与传统的磁盘I/O相比，延迟性远远更低，而单位IOPS(每秒输入输出)成本也很低。由于NFS(网络文件系统)并不是数据访问的主要协议，倾向于这种部署方式的客户主要是SAN(存储局域网)思维并对延迟性非常敏感的人。

首先是这种方法的缺点，它不是一个共享式存储模式。受益的服务器必须装上闪存卡。其次，它消耗大量的CPU资源因为损耗均衡和算法需要大量的处理器资源。第三，对于一些客户而言，使用PCIe插槽是个问题。在配置服务器的时候，所有这些因素都必须考虑进去，确保有充足的处理器和PCIe插槽支持。

第二种设计方式是利用纯闪存记忆体来构建存储阵列。这些阵列构成的共享式存储目标端，而它们经常是在一个SAN内。你不会购买这些系统来加速或代替NAS(网络附加存储)，不过你可以加入对NFS高速闪存的支持，只要闪存记忆体阵列就在NFS网关服务器旁边。加入这样的网关所带来的延迟性使得它在性能敏感型环境中的理想性有点下降。由于大厂商在延迟敏感型环境(比如金融市场)上的努力，纯SAN模式取代传统存储的步伐在加快。

尽管裸性能很好，但是存储管理工具有点跟不上。这些系统的一个主要缺点就是存储阵列的处理器使用率。这有可能会成为限制可扩展性的瓶颈。一旦处理器利用率达到100%，无论再安装多少闪存记忆体，系统也无法再产生更多的I/O。更好的方法是将闪存应用于需要它的数据并在不需要闪存的数据上使用更廉价的媒介。旧数据和不重要的数据不需要和热数据一样的IOPS。

第三个设计方式则采取像变色龙那样的方式。它可以作为卸载NAS或文件服务器的写入通过高速缓存设备，也可以只作为一个文件服务器。作为一个文件服务器，它的定位是作为一个为用户提供性能的边缘NAS。这里仍然有位于这个设备后面的后端NAS，存储所有东西。活跃数据不是迁移到边缘NAS，而是复制到边缘NAS。这种方法利用了更快的媒介来提高针对用户的性能。

这些产品是节点的形式，而这些节点可以组成集群。节点被配置DRAM、NVRAM(非易失性随机存取记忆体)或高性能SAS硬盘驱动器或闪存记忆体。这些节点组成一个高性能集群，而这个集群可以被管理为一个全局命名空间。

数据可以推送到不同集群的边缘NAS节点以便降低与WAN(广域网)有关的延迟性。被写入的数据可以马上冲入后端文件服务器，因此这就是写入通过型高速缓存模式，或“存储”在集群上的模式。每隔一段时间，只要被写入块还存在，还会被冲回。这种模式没有某种形式的WAN优化，也没有重复数据删除或数据压缩。

这种设计方式的一些优点是它可以在后端文件服务器设备无法产生足够的IOPS的时候为用户提供额外的性能。它还可以随着时间开发成一个全功能的向外扩展NAS。不过这种模式下的后端NAS的使用是暂时的。

这种设计的主要缺点是它没有优化为完全的高速缓存解决方案，而且当它作为一个文件服务器的时候，它对现有NAS有影响。如果它在这种模式下处理写入，后端的NAS就无法接受写入并执行快照或复制。对于那些追求成本经济型集群模式向外扩展解决方案的人来说，这可能可以作为一个保险政策，假设这些产品可以发展为不依赖于其他后端存储的全功能型NAS设备。

然后是第四种也是最后一种设计，NFS加速设备。在这种设计中，闪存被作为高速缓存而不是存储来使用。这种设备包含作为活跃数据高速缓存的DRAM和闪存记忆体，采用LRU(最近最少使用算法)和数据加速技术，配置10Gb/秒以太网加速芯片和定制软件。

这个加速技术针对NFS请求处理进行了优化，可以在最小的延迟和最少的CPU使用下将数据载入载出网络。该设备就坐落在现有的NAS旁边，作为一种性能读取和NFS元数据高速缓存和加速器。这种模式下该设备可以吸收大约90%的NFS传输。

在这种模式下，该设备可以支持多个文件服务设备而不是仅仅一个文件服务设备，因此它既可以是共享的也可以是可扩展的。这种方式的目的是让NAS有更多的处理器资源来进行自己的工作，为应用程序提供性能并延长它自己的工作寿命。

这种模式的优点是简单性和高成本经济性的性能。缺点包括，无法对现在的CIFS(通用互联网文件系统)传输进行高速缓存，依赖于后端NAS来处理不能高速缓存的操作。如果在文件服务设备上有瓶颈的话，比如说驱动器数量太少，IOPS太低，以至于无法处理未高速缓存读取的突然增加，那么在延迟性上可能会出现一个暂时的高峰。不过，如果是在一个许多客户端都在访问差不多相同数据的环境中，对于许多工作集而言，随着高速缓存的热身，这不是问题。

总而言之，现在市场上有很多闪存产品。它们各有各的不同，因此不能用同一个闪存存储标签来看待它们。希望这次对闪存解决方案的架构差别、优点与缺点的分析能够帮助人们认识到其实还有更多的选择。

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