高性能存儲的未來

作者系： Gartner研究總監(jiān)Julia Palmer Gartner研究總監(jiān)簡儁芬

過去十二個月里，有關(guān)存儲技術(shù)最新進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)（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(dǎo)致的數(shù)據(jù)中心IT基礎(chǔ)架構(gòu)不平衡。這些接口可以實現(xiàn)應(yīng)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(fù)載和大數(shù)據(jù)應(yīng)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(shù)的宣傳炒作保持謹(jǐn)慎。這種未經(jīng)驗證、快速演進(jìn)的市場變化雖然可以帶來好處，但也會為負(fù)責(zé)IT基礎(chǔ)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(shù)投入生產(chǎn)之前，企業(yè)需從供應(yīng)商處尋求相關(guān)保障，以保護(hù)投資。

這些技術(shù)的累積效應(yīng)具有深遠(yuǎn)潛力；但是，它們目前尚在初期階段。在其潛在收益之外，技術(shù)的不成熟和對技術(shù)的部署缺乏驗證也需要被仔細(xì)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(shù)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(shù)的讀寫性能更接近動態(tài)隨機存取存儲器（服務(wù)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(shù)無法實現(xiàn)這一點。以上每種技術(shù)的成熟期都會比最初的預(yù)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(shù)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(kuò)展的持久存儲器技術(shù)——該技術(shù)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(jìn)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(shè)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(wù)的能力。此外，它還增加了級別更高的復(fù)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(yīng)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(jìn)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(jìn)程緩慢。Gartner預(yù)計，這些創(chuàng)新技術(shù)還需要兩年多時間才能發(fā)揮其全部潛力。

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