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伺服器快取新技術
2011/08/17 11:50:46瀏覽139|回應0|推薦0

SSD硬碟是以NAND Flash快閃記憶體為儲存媒體,徹底擺脫傳統硬碟機械構造的限制,其效能雖然還不及DRAM記憶體,但SSD的價格只有DRAM的四分之一,因此SSD硬碟開始取代傳統硬碟,讓硬碟不再成為效能瓶頸的眾矢之的。

過去討論到系統的效能瓶頸時,硬碟總是成為眾矢之的。因為處理器隨著核心數持續增加,效能不斷提升,網路也從1Gb跳到10Gb,在頻寬上有了大幅度的提升,唯獨傳統硬碟仍受制於機械式構造,在馬達的轉速難以再提升,以及資料讀寫得透過讀寫臂移動的限制下,I/O速度的提升有限,導致硬碟長久以來成為系統效能的瓶頸。

然而,就在SSD硬碟問世之後,這個局勢峰迴路轉。SSD硬碟是以NAND Flash快閃記憶體為儲存媒體,徹底擺脫傳統硬碟機械構造的限制,其效能雖然還不及DRAM記憶體,但SSD的價格只有DRAM的四分之一,因此SSD硬碟開始取代傳統硬碟,讓硬碟不再成為效能瓶頸的眾矢之的。

有趣的是,當硬碟的I/O處理速度變快之後,反倒是其他設備也必須提升規格才行,例如網路若還是1GbE的規格,那麼網路的I/O處理速度可能就不及硬碟,反而會成為效能的瓶頸,因而必須以10GbE搭配,才可以一起發揮提升系統效能的功用。

在硬碟變快了之後,不僅是傳統上系統I/O瓶頸的問題被解決了,廠商更利用SSD硬碟的特性,以其做為快取裝置,建構一個分層的儲存體系,提升整個系統的運作效能。

在前幾期的封面故事,我們已經探討儲存設備如何結合SSD硬碟快取,當時,我們知道有些儲存廠商有打算將SSD快取設備推展至伺服器端,不過因為當時廠商公布的訊息不夠多,所以我們的封面故事主要就是探討儲存設備如何運用SSD硬碟,然而就在我們截稿的時候,儲存廠商陸續對外透露較多關於伺服器結合SSD快取的訊息,這些有助於提升伺服器I/O的技術,未來將會影響IT架構的發展,因此我們特別就在本期的封面故事探討這個議題:「伺服器I/O加速新思維」。

伺服器搭配SSD硬碟不足為奇,現在你隨便都可以買到PCIe介面的SSD硬碟卡,把它插上伺服器就是一個高速硬碟了。然而EMC、NetApp等廠商正在研發的技術可不只如此,他們的伺服器I/O加速技術,可說是把分層儲存架構更進一步推至伺服器端,把儲存設備的快取放到伺服器裏,並且使其成為儲存設備可管理的一部分,如此讓儲存設備的快取能更接近處理器運算核心,以獲得整體效能的提升。

以EMC的Lightning研發計畫來說,他們打算在前端伺服器安裝PCIe快取硬碟卡與特定軟體,透過EMC FAST VP自動分層軟體的控制,這張快取硬碟卡可與後端的EMC儲存設備直接高速傳輸。此外,他們還將導入一項分散式快取技術,目前這項技術的細節不明,不過推測其功能是,每臺伺服器裏的PCIe快取硬碟卡的資料可以分享,例如某一臺伺服器的快取硬碟卡裏有另一臺伺服器需要的快取資料,則可透過管理軟體控制,在伺服器之間直接傳輸,而不需要再回到後端儲存設備裏取得。

NetApp則公布了部分Mercury Project的研發成果,他們是利用在伺服器端安裝快取硬碟卡,或是以伺服器本身硬碟的儲存空間,建立一個可由後端儲存設備控制的區塊級快取。根據NetApp初步的測試數據,這項技術可讓I/O平均服務時間減少40%,伺服器存取底層磁碟的需求則減少了50%,而隨機存取的速度則可提升70%以上。

當企業開始運用虛擬化之後,運算密度會大幅提升,系統I/O的負擔就會越來越重,而SSD硬碟則成為解決這個問題的一個新方法。當上述這些新技術發展成熟之後,未來企業資料中心的架構亦會因此改變。

吳其勳/iThome電腦報周刊總編輯

引用自不及格網管

( 興趣嗜好電腦3C )
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