应用为闪存优化

郭涛

以前，人们只知道用闪存替代硬盘，闪存要为应用而优化。但是随着闪存应用的深入，现在要反过来了，应用要为闪存而优化。Fusion-io正致力于推动这一改变。

虽然存储厂商纷纷推出各种各样的闪存产品或系统，但大多数存储厂商仅仅把闪存作为硬盘的替代者，比如用固态硬盘（SSD）来替换磁盘阵列中的硬盘，而不能真正做到为闪存而优化。Fusion-io高级营销副总裁Gary Orenstein表示，闪存不仅仅是硬盘的替代或补充，而是真正能在互联网、大数据、云计算、数据库等应用中承担起加速的重任。

为应用加速

回顾历史，存储系统的发展经历了三个重要的发展阶段：从通用存储到为工作负载而优化的存储，再到今天的基于闪存感知加速的存储。Gary Orenstein认为，2014年是闪存应用的元年。一个真正属于闪存、以快制胜的时代已经到来。

在实际应用中，很多客户所以选择闪存的一个重要理由是，他们的磁盘阵列速度太慢了。人们普遍将闪存当成了硬盘的一个替代品。而作为一个专业的闪存厂商，Fusion-io并不满足于此，所以它更强调，通过其闪存产品使得数据库、虚拟化和大数据等工作负载得到进一步优化。

Fusion-io发布的最新原子系列（Atomic Series）闪存产品将闪存应用推向了一个新高度，即实现闪存感知类型应用的加速。Gary Orenstein举了几个例子。微软发现，使用Fusion-io的闪存感知类型的存储能够使SQL Server2014的性能提升4倍。Fusion-io公司也积极地与MySQL开源社区进行合作，为其应用添加新的功能，实现性能和容量的提升，同时提高产品的耐用性。另外，Fusion-io的一体机最近通过了SAP HANA的认证，它最多可以支持32个SAP HANA的节点，但本身的机箱高度只有4U。“而竞争对手相同体积的磁盘阵列只能支持到8到10个SAP HANA节点。”Gary Orenstein介绍说，“此外，我们的一体机还保持着VMark基准测试的最高性能记录。因此，我们最新的原子系列产品将重点放在了应用加速上。”

Gary Orenstein认为，原子系列产品是Fusion-io历代产品中最出色的一代产品。原子系列产品并不是单纯胜在性能指标上，而是真正可以利用其独特的闪存技术帮助客户实现应用的加速。

归纳来说，Fusion-io原子系列产品在性能、容量、可靠性和效能四个方面实现了突破。首先从性能上看，原子系列产品的性能与Fusion-io的上一代产品相比有了极大的提升。Fusion-io的原子系列产品采用全新的更小的20nm技术的NAND，但实际上新NAND的速度比前更慢。Fusion-io的独特之处正在于，它突破了NAND的技术难点，反而将闪存产品的整体性能大幅提高了。其次从容量上看，因为全新的NAND器件自身的容量翻了一倍，所以采用全新NAND的原子系列闪存产品的容量也提升了一倍，在一个PCle插槽上最大可以支持6.4TB的容量，其存储密度已超过磁盘。再次从产品的可靠性上看，由于新一代NAND使用起来难度更大，Fusion-io着力增强了原子系列闪存产品自身的纠错能力。Fusion-io特有的纠错技术简称LDPC，可以实现低密度均值检查。最后从产品的整体能效上看，相比于磁盘，闪存的能耗大大降低，这也是用户青睐闪存的一个重要原因。闪存能够更好地降低能耗，相当于为用户节省了存储开支。

Fusion-io原子系列产品建立在Fusion-io最新的第三代基于内存的构架之上。闪存应用程序需要更高的性能和更少的基础设施。原子系列产品通过创新的软件实现了应用的加速，其性能比一般的SSD高得多，而所需的空间却少很多，这使得它可以广泛应用于各种场合，包括数据库、云应用、大数据分析甚至超大规模的工作负载。Gary Orenstein总结说：“以上4个原子系列闪存产品的特性，可以帮助客户实现应用的加速，减少对基础设施的需求，从而更好地降低成本。企业无论规模大小，都可以使用原子系列闪存产品。”

更加务实

Fusion-io原子系列目前包括两条产品线：一是针对高性能应用的PX系列，另一个是针对大规模部署的SX系列。Gary Orenstein表示，实际上PX系列与SX系列之间的界限没有那么分明，在某些应用场合中，两类产品其实都可以应用，因此也会有重叠的情况。Fusion-io之所以将PX系列和SX系列在应用上进行区分，是为了给客户提供一种应用的参考，如果客户的关键应用需要极致的性能，那么就可以采用PX系列产品；如果客户认为性能够用即可，而更关注存储的经济性，那么就可以选择SX系列产品。

虽然闪存产品的种类很多，应用场景千差万别，既可以应用于服务器端，也可以用于存储阵列端，但对于Fusion-io来说，它重点关注的还是采用PCIe接口的用于服务器端的闪存。Gary Orenstein重申：“NAND不应该被简单地当成硬盘来对待，而应该还原其本质，将其作为闪存来优化，从这个角度来说，PCIe接口是最适合的，更能充分发挥闪存本身的优势。我们之所以能够引领闪存技术和市场的发展，并且在提高性能、缩短延迟上成效卓著也皆因于此。”目前，市场上主要的服务器厂商在其服务器中都提供PCle插槽，这对PCIe闪存的普及也起到了非常好的促进作用。

SFF-8639接口的尺寸确实更小，但是此类产品目前的市场规模还不够大，不值得Fusion-io投入重金去研发。Fusion-io现在的产品只支持PCle 2.0，而没有采用最新的PCle 3.0也是因为类似的原因，目前市场对PCle 3.0的接受程度并不高。Gary Orenstein坦率地表示：“作为一家商业公司，我们的目标很明确，就是要赚钱，所以我们会关注那些适合当前市场需求、商业潜力巨大的技术和产品，以期获得更快的投资回报。”endprint

从一个初创型的技术公司发展为闪存市场的领军者，Fusion-io变得越来越商业化和务实，在市场开拓与合作伙伴的选择上也更加积极，且富有成效。今年6月，Fusion-io宣布，惠普公司成了原子系列产品首个服务器的OEM伙伴。在数据中心中部署了HP ProLiant服务器的用户，现在可以将Fusion-io原子系列产品与HP ProLiant服务器进行整合，为应用程序加速。另外，Fusion-io还宣布，其ION Accelerator产品将作为戴尔旗下的解决方案进入市场。

Fusion-io是最早进入PCIe闪存市场的厂商。在人无我有的情况下，Fusion-io很容易脱颖而出，确立自己独特的优势地位。但是只过了短短几年时间，几乎所有主流的存储厂商都已经拥有了闪存产品后，Fusion-io又将如何继续保持其差异化的竞争优势呢？Gary Orenstein回应说：“我们对NAND技术非常了解，因此知道如何与NAND厂商进行合作。另外，我们有自己的控制器，也和众多服务器厂商打过交道，知道如何在产品上更好地满足服务器厂商的需求，并建立一个稳定的生态系统。比如，我们是闪存领域第一个通过SAP HANA认证的厂商。”

应用因闪存而变

以前，人们只知道用闪存替代硬盘，闪存要为应用而优化。但是随着闪存应用的深入，现在要反过来了，应用要为闪存而优化。Fusion-io正致力于推动这一改变。“目前，在闪存领域只有Fusion-io在做这件事。当然，我们孤掌难鸣，需要与软件合作伙伴一起完成应用对闪存的优化，比如我们与MySQL开源社区、Oracle一直保持密切合作。”Gary Orenstein表示。

举例来说，在MySQL中，Fusion-io开发了一种新功能——原子写入。在闪存出现之前，MySQL在将数据写入磁盘时，必须写入两次，以防止磁盘出现故障。但是如果每次向闪存中写入数据时，也操作两次，将大大影响闪存的寿命。对磁盘写入两次是为了保证数据的一致性，而闪存并不存在这个问题。因此Fusion-io针对MySQL开发的原子写入功能，针对闪存只写入一次数据即可。这样做的好处是，一方面提高了MySQL的性能，另一方面延长了闪存的寿命。像这样让应用为闪存而优化的例子还有很多。

“用户使用Fusion-io的闪存产品，并不需要自己去做应用优化，因为Fusion-io已经与相关的软件厂商完成了优化。当然，用户也可以选择Fusion-io的软件获得优于其他同类产品的性能。”Gary Orenstein表示，“现在整个存储行业正处于升级换代期。既然有了闪存，为什么我们还要使用30年前针对磁盘开发的协议和应用呢？”

用户在选择闪存时应该注意哪些问题呢？Gary Orenstein提出了以下几点建议。第一，客户要清楚如何做性能评估。IOPS并不能完全代表性能。客户应该从应用的角度出发评估性能，不仅要看某一时刻的性能高低，还要关注某一段时间里的性能稳定性。第二，注重功耗。客户要看服务器厂商是否能够提供基于SSD的成熟的参考架构。第三，客户要根据不同的应用场合选择不同类型的闪存产品。第四，客户还看厂商是否能够提供闪存的成功案例。“我们不是自己在销售闪存产品，而是动员围绕Fusion-io建立的整个生态系统的力量去销售。这是我们的优势所在。”Gary Orenstein表示。endprint