混闪配置 全闪性能 感受新华三存储怪兽Nimble的速度与激情

　　关于全闪存，

　　江湖中流传着一句箴言……

　　天下武功，唯快不破!

　　全闪存的价值在哪里?

　　答案就是一个字，快!

　　不过，存储系统的“快”，

　　可以有很多种解读。

　　存储系统最常见的性能指标就是IOPS了，也就是每秒进行读写(I/O)操作的次数。不过， IOPS高，就代表性能高吗?这里，我们还需要看另一个性能指标——时延。在存储系统尤其全闪存系统IOPS动辄数十万甚至上百万的今天，时延，才是存储系统性能的终极决胜点。

　　权威调研公司Gartner认为，在评估存储系统实际使用性能时，应“避免盲目追随厂商声称的毫无意义的数百万IOPS;而应该将低时延作为闪存存储最主要的性能指标。 ”( 摘自2017年7月17日Gartner报告《Critical Capabilities for Solid-State Arrays》)

　　对用户来说，时延已经超过IOPS和带宽，日益成为了限制业务速度的最大存储瓶颈，而在有效降低时延的基础上，如何实现最佳的存储TCO，更成为所有IT厂商的挑战。

　　可否采用更高性价比的存储介质，实现全闪存级别的时延呢?新华三集团(以下简称H3C)在2018年1月全面发布的闪存存储产品Nimble(CS混合存储+AF全闪存储)，正是从这个设计思路而来。

　　Nimble可以使用混合阵列的配置，完美的跑出全闪存阵列的IOPS和时延，很好的诠释了什么叫做性能与成本兼顾。

　　具体如下图所示，Nimble的全闪存阵列可以跑出0.1ms的时延，将业内全闪存的时延标准大幅提升了5~10倍(业内主流全闪存产品时延0.5ms~1ms不等)。但是更加令人震惊的是，Nimble的混合存储可以以超高的性价比实现0.5ms的时延，达到业内主流全闪存产品的时延标准!!!

　　Nimble系列

　　笔者刚刚得知这个消息的时候，内心里其实是拒绝的。什么?一堆普通的HDD加上寥寥的3块SSD做读加速，就可以在全随机的情况下赶超全部由SSD组成的全闪存阵列的性能?

　　不过后来深入了解了其实现原理，笔者只能说：至于你信不信，反正我信了!

　　采用NVDimm和硬盘顺序化布局技术，全面优化写性能

　　对于传统混合阵列而言，有两个随机写的瓶颈点一直没有得到有效的解决：

　　HDD的随机写入性能有限(最好的HDD随机性能只有200IOPS/块，时延6ms以上)，无法很快的将DRAM的数据下刷到HDD，导致DRAM很快被写满。一旦DRAM被写满，那存储系统的性能完全则受限于硬盘的数量。但即使加再多HDD提升IOPS，也仍然无法提升时延的表现;

　　快照、重删、压缩等已经是当前存储界的标准软件功能，但绝大多数传统阵列开启重删、压缩功能时，都会严重的影响业务性能表现。部分产品开启这些高级功能后，甚至会衰减60%以上的性能，结果是这些炫目的企业级高级功能只可远观不可亵玩焉，实在是令人痛心!

　　Nimble针对这个痛点，创新型的实现了HDD的随机写入顺序化技术(Sequential Layout，以下简称SL)，可以使得每块HDD的性能表现由随机的200IOPS飙升到数万，提升足足100倍之多，如果说DRAM是一个水池，以往的HDD是一根又一根的小水管的话，那使用SL技术的HDD就变成了比以往粗100倍的大水管，可以非常快速的将DRAM的数据写入到后端，从而避免了DRAM被写满。因此，SL结合NVDimm技术，使得Nimble混合存储的随机写入可以达成全闪存的性能及时延。

　　同时，Nimble的重删、压缩、快照等高级功能都是由额外专属的CPU和DRAM在存储内部进行，无需占用对前端服务器提供性能的DRAM和CPU资源，因此，Nimble可以做到开启重删、压缩等功能，性能零衰减!

　　采用热点数据智能表技术，全面提升读性能

　　同样的，对于传统混合阵列而言，随机读的瓶颈点也一直没有得到有效的解决：如上所述，HDD的随机读写性能有限，因此绝大多数厂商提供了SSD Cache二级缓存技术，以求提升读的性能。但是无奈，大部分的SSD Cache设计原理是这样的：将新数据直接写入普通HDD介质，待某数据被连续访问若干次后，以数小时至一天为单位将此数据提升到SSD Cache，以提升读性能。

　　此方法看似美好，但存在一个致命的问题，就是机器学习是有滞后性的!现在这个时代热点数据几乎几小时一变，被动的响应已经无法满足业务的需求，实际统计来看，即使业内领先的SSD Cache技术的命中率，也不过30%而已，我们需要一个可以第一时间以更高命中率响应最新热点的存储技术!

　　Nimble针对这个痛点，创新型的实现了数据热度表技术。与传统阵列认为所有新数据都是冷数据，等待冷数据慢慢变热不同，Nimble在向后端HDD刷新数据的同时，根据用户选择将20%~100%的新数据全部同步写入SSD Cache，然后根据数据的冷热不同，将冷数据慢慢剔除。实际统计来看，Nimble的SSD Cache技术显著的提升了命中率至少一倍。

　　综上，Nimble采用CASL技术后，显著的提升了混合阵列的读写性能，并大幅降低了时延，综合表现，Nimble的混合存储时延可以达成和全闪存媲美的0.5ms!

　　有兴趣的小伙伴们，不妨感受一下Nimble性能小怪兽的速度与激情……

　　Nimble性能怪兽拥有“快、稳、简、智”四大神技，本期我们对“快”字神技进行了深入解读，下期我们将带来Nimble“稳”字神技的解读，敬请期待……