高性能存儲的未來

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過去十二個月里,有關存儲技術最新進展的宣傳報道一直甚囂塵上,其中包括新型非易失性存儲器(如:三星[Samsung]的Z-NAND以及英特爾[Intel]和鎂光科技[Micron]的3D Xpoint)。非易失性存儲器標準(NVMe)等新型接口和更現(xiàn)代化的軟件也正日益普及,力圖減少因過去30年內(nèi)CPU發(fā)展所導致的數(shù)據(jù)中心IT基礎架構(gòu)不平衡。這些接口可以實現(xiàn)應用程序的低延遲和高性能數(shù)據(jù)存取,尤其是對于SQL/ NoSQL數(shù)據(jù)、高性能計算工作負載和大數(shù)據(jù)應用。

這些創(chuàng)新有望彌合數(shù)據(jù)中心計算與存儲之間的性能差距,但企業(yè)需要對圍繞這些新技術的宣傳炒作保持謹慎。這種未經(jīng)驗證、快速演進的市場變化雖然可以帶來好處,但也會為負責IT基礎架構(gòu)規(guī)劃的管理者帶來諸多不確定性。

并行存取的計算與存儲之間的更快接口可以降低存儲器存取延遲,但這也可能需要企業(yè)追加大量的額外投資或開展大規(guī)模升級,反而會打破企業(yè)IT的更新周期。因此,在將該技術投入生產(chǎn)之前,企業(yè)需從供應商處尋求相關保障,以保護投資。

這些技術的累積效應具有深遠潛力;但是,它們目前尚在初期階段。在其潛在收益之外,技術的不成熟和對技術的部署缺乏驗證也需要被仔細考量。

實現(xiàn)存儲器級內(nèi)存

為了打造存儲器級內(nèi)存,許多新興存儲技術已經(jīng)盡力將高性能、成本效益密度與非易失性的持續(xù)性結(jié)合起來。這一類技術的讀寫性能更接近動態(tài)隨機存取存儲器(服務器存儲),但是它們具有持續(xù)性,即在斷電時也能存儲信息。目前大部分存儲技術無法實現(xiàn)這一點。以上每種技術的成熟期都會比最初的預期更長。

目前的挑戰(zhàn)是通過引入新層次的存儲級內(nèi)存將動態(tài)隨機存取存儲器和NAND閃存(性能存儲)市場的技術和大量級生產(chǎn)規(guī)模相結(jié)合,從而將兩者的屬性融合在一起,以期提供一種可擴展的持久存儲器技術——該技術可以以每千兆字節(jié)幾美元的價格實現(xiàn)更接近CPU的訪問速度。

軟件必須更加輕量化

存儲器級內(nèi)存與高速接口正取得顯著進展,其延遲僅數(shù)十微秒。但是,在充分利用接口創(chuàng)新功能方面,傳統(tǒng)存儲軟件棧由于其對串行設備的優(yōu)化,仍是一個限制因素。

傳統(tǒng)存儲軟件針對多線程采用了低效率的鎖定機制,降低了其大規(guī)模處理并行輸入、輸出任務的能力。此外,它還增加了級別更高的復雜抽象層,例如在區(qū)塊與頁面而非字節(jié)級別處理數(shù)據(jù)。

為了讓存儲器級內(nèi)存應用有效地發(fā)揮作用,存儲軟件必須變得更輕量、開銷更低并以更佳的讀寫速度進行并行存取優(yōu)化。支持存儲器級內(nèi)存的操作系統(tǒng)、管理程序以及存儲軟件尚處于演化的初期階段,市場化進程緩慢。Gartner預計,這些創(chuàng)新技術還需要兩年多時間才能發(fā)揮其全部潛力。



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