探讨PCIe在企业数据存储中的角色

日期: 2013-03-26 作者:Carol Sliwa翻译:王小东 来源:TechTarget中国 英文

EMC公司最近更新的缓存策略巩固了固态PCI Express在服务器中的地位,并将和其他IT厂商一起为提升企业数据存储的效率扮演重要的角色。

但是PCI Express (PCIe) flash是否从根本上影响了整个行业以及是否对典型的数据中心具有吸引力仍然值得讨论。固态存储技术具有两面性,IT企业对新挑战还是抱有谨慎的态度。但是没人会否认PCIe不论是在缓存还是在主存里提升的优越性能。

PCIe的主要优势在于其减少延迟的能力。PCIe和PCIe总线直接相连,使缓存和数据更接近CPU。他们消除了传统存储协议的开销,并且EMC认为在合适的条件下能实现远远优于从08年开始销售的串列SCSI和SATA的固态硬盘SSD的性能。

David Floyer是美国麻省关注社会研究和分析的Wikibon公司的首席技术官,他预测PCIe在企业服务器中的应用将在五年内改变整个行业。他表示PCIe将提升很大的生产力以至于过去典型的数据中心都将在PCIe上花大价钱,因为PCIe主要部署在新系统里。

Floyer将PCIe的部署与消费设备的快速更新换代相比较,他说,“这将是技术史上最快的一次转变,主要原因是采用这种技术所创造的商业价值具有压倒性的优势,以至于各个企业争先恐后采用这个技术。那些没有迅速作出转变的企业将变得被动。”

Floyer预测五年后的数据中心的组成:顶层是PCIe flash;第二层是占整个数据15%的闪存阵列,并且也有趋势采用PCIe;底层是占所有数据的80%的混合存储,包括磁盘、磁带或用作高速缓存的闪存。他把底层称做“你都不想碰的便宜层”。

美国分析机构Dragon Slayer Consulting公司的总裁Marc Staimer则表示他不确定PCIe能否吸引除了如高性能计算、金融交易和在线事务等涉及基于服务器存储以外的应用。

Staimer说大多数IT厂商都是用虚拟服务器,这些服务器需要分享存储来利用如移动虚拟机等的重要特性。根据Staimer所说,这就是为什么大多数公司采用PCIe作为虚拟环境中的高速缓存。

“我觉得PCIe市场略有点讽刺,” Staimer说。“我不知道人们为什么需要他,也没有发现它的价值定位。我很少看到它的一些应用实例。这就是为什么我们转向共享存储(shared storage)的原因。共享存储让数据保护和数据管理更容易。如果我有1000台服务器和1000台PCIe,我将无法管理了。”

PCIe flash拥有更高的性价比

位于科罗拉多州的Demartek LLC的创始人兼总经理Dennis Martin说, 在他公司所进行的试验中一块单独的PCIe卡胜过一块单独的SAS或者SATA SSD。

当PCIe SSD 作为主要存取器时,Dennis发现一般情况的延迟会在1毫秒以内——根据负载不同在100微妙到1000微妙(1000微妙等于1毫秒)之间浮动。Dennis说其吞吐略倾向于几百兆字节,甚至超过1GB。

Dennis说试验中SAS和SATA SSD的延迟也低于1毫秒但是不如PCIe SSD的延迟低。单块SAS SSD吞吐率的最高是500MB/s。

“我的结论是主要取决于你的需求和你在需求上的预算。你能在PCIe SSD上获得很卓越的性能,但是它是SSD中最贵的,” Dennis说。“你也能是用SAS 和SATA SSD来获得不错的性能,并且花费也比PCIe SSD少,当然花费比硬盘贵。”

Gartner公司的关注NAND flash 和SSD技术的研究副总裁Joseph Unsworth说PCIe 市场还没达到人们的期望,去年的单元出货量仅450000。

他例举了造成这样的一些因素如价格和缺乏与Fusion-io及标准驱动的竞争力。但是,他预测PCIe将在未来几年内在企业服务器SSD接口上将保持平稳的增长趋势。

竞争势头非常激烈。除了EMC,靠全闪存阵列起家的Violin Memory这月也开始出售PCIe卡。靠PCIe起家的Virident Systems一月份与希捷合作。行业内很多人都相信EMC使用Virident公司的FlashMax II作为其XtremSF PCIe的闪存。

另一个对PCIe卡的打击是在其仅对安装了PCIe的服务器里能提升应用的性能,但是不会和其他物理服务器共享资源。QLogic集团的Mt. Rainier主机总线适配卡和Sanbolic公司的Melio产品线的集群式文件系统都指出了PCIe的局限性,如Fusion-io的ION Data Accelerator软件等虚拟存储应用也指出了其局限性。其它供应商也正准备推出其产品,但是上市时间还不确定。

“共享是指所有的服务器能共享互联的速度(最低速度)——1GB或者10GB,” Staimer说。“我还没有看到市场上的PCIe有任何共享的能力。”

软件的价值

位于美国科罗拉多州的分析机构Silverton Consulting公司的总裁兼创始人Ray Lucchesi说现在的市场已经开始意识到PCIe的优势了,尤其是PCIe里的缓存越来越便宜,随着Fusion-io的成功,这些技术应用得越来越广泛。

“现在的价值已经从硬件向软件转移了,” Lucchesi说。“EMC在其高速缓存软件中的价值是,当它们将其和存储控制器缓存结合起来时能够提升性能。其他一些公司,如IBM、NetApp等正在开发软件,帮助把PCIe SSD缓存集成到存储子系统缓存中,这样数据可以更快的传输到需要它的任何地方,提供最好的性能。”

Floyer申明任何PCIe卡面临的问题都将很快得到解决。

“你很快将拥有配置PCIe卡的标准服务器,” Floyer说。“还需要继续坚持吗?服务器将还有磁盘吗?当然,但是不会太多。这种情况下,你将做很多转变。你将把所有东西都转移到PCIe上,以及重新编写应用来利用PCIe。”

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Carol Sliwa
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