全閃存數據中心的夢想正在慢慢實現

2011 年，當 Pure Storage 為任務關鍵型數據中心發(fā)表了第一套足夠強大、且經濟的全閃存存儲陣列時，引起了市場與客戶的關注。從此，Pure 便立志要實現全閃存數據中心的夢想。 

相較于傳統(tǒng)的存儲介質，如磁盤或磁帶，閃存的優(yōu)勢毋庸置疑，但其最大障礙在于成本。不過，磁盤與閃存之間的總體擁有成本 (TCO) 差異，其實比許多人想象的還低。本文將探討，在未來短期之內可能讓硬盤不再具備成本優(yōu)勢的一些因素。

值得事先一提的是，對于任何性能或延遲敏感的工作負載來說，閃存早已是它們的最佳選擇。自從閃存進入企業(yè)存儲市場以來，其便從上至下一級一級地逐步淘汰硬盤，目前只剩下磁盤驅動器還維持著市場占有率優(yōu)勢，即容量導向的近線驅動器。

盡管這是在線數據存儲最低的一層，但大部分的數據仍存儲在這層，而且在每年出貨的硬盤容量中占比越來越大 (超過 70%)，這就是閃存接下來要滲透的一層。

NAND 閃存的每比特價格正在以比近線硬盤更快的速度下滑。再加上閃存在電力、空間、制冷方面的優(yōu)勢，以及更高的性能與可靠性，硬盤很快就會變成一種不太具備成本效益的選擇。下面就來深入探討其中的一些因素。

介質成本

第一個最直接的成本就是介質成本。雖然，如今硬盤的每比特成本仍舊低于最高密度的閃存，但 2023 年有幾個值得觀察的重要趨勢。

首先，所有的一線閃存制造商今年都在密度上實現大幅增長，有的甚至做出了 200 層以上的 3D NAND。這種密度增長將轉化成更好的成本效率，進一步節(jié)省電力和空間。其次，如果分析師的預測準確，NAND 的整體價格將延續(xù) 2022 年底開始的趨勢，在 2023 年的大部分時間內呈現下跌的走勢。

能源成本

如今，數據中心基礎架構的能源消耗占了全球的 1% 以上，而且比例還在升高。隨著能源成本的持續(xù)上漲，信息技術的能源消耗已不再只是一項環(huán)保議題，更是一項重大的經濟議題。

從總體擁有成本來看，能源消耗在 2023 年及未來甚至將扮演更重大的角色。因此，具備較高電源效率的基礎架構將比友商擁有更大的經濟優(yōu)勢。隨著閃存的密度不斷攀升，其未來的電源效率將超越硬盤，達到更低的實質成本。

2022 年，Pure Storage 發(fā)布了第一份環(huán)境、社會和治理 (ESG) 報告，比較了我們與友商的全閃存系統(tǒng)，并指出我們的系統(tǒng)所消耗的能源比友商少 84%。未來，優(yōu)良的能源效率將成為 Pure Storage 產品在 TCO 上擊敗磁盤的主要因素。

更高的性能

在兩個關鍵方面，閃存相對于磁盤的性能優(yōu)勢可以轉化為成本優(yōu)勢。

首先，由于磁盤目前的性能依然很低，所以即使在性能需求最輕的工作負載上，您最后還是會有許多閑置的容量。舉例來說，或許機械硬盤本身具備 20TB 的存儲容量，但如果系統(tǒng)的性能在 16TB 的時候就已經達到極限，那您就無法發(fā)揮每比特應有的成本效益。閃存就沒有這方面的問題，因為即使容量快要用盡，其讀取性能依然穩(wěn)定，不像硬盤。

其次，任何強調彈性的存儲環(huán)境都會有冗余策略，例如：存儲多個數據復本，以及預留一些備用容量以備不時之需。

這意味著裝置的性能將左右您建立的系統(tǒng)具備多少冗余能力。早在多年以前，硬盤的容量就已經大到當一個驅動器發(fā)生故障時，您將因為重建時間過長而必須采取雙校驗位 (dual paity) 冗余策略來確保業(yè)務的彈性。如今還可能需要用到三校驗位 (triple parity)，甚至更多。

但如果采用閃存裝置，重建的時間就能縮短，因此只需更少的容量來實現彈性冗余架構，相當于擁有更好的有效成本效率。此外，有些閃存供應商 (例如 Pure Storage) 還提供了強大的自動化彈性調校功能，能將所有的因素都納入考慮，讓用戶不必操心他們需要設置什么 RAID 等級。

更好的可靠性

根據 Pure 的數據，我們的系統(tǒng)年化故障率 (AFR) 比任何針對機械磁盤的產業(yè)評測結果都低上許多，甚至比 SSD 的業(yè)界平均值還低。而更好的可靠性，意味著更好的彈性。

除此之外，也意味著裝置需要更換的情況更少，進而降低成本。雖然大多數簽訂支持合約的客戶都不會直接感受到這項成本，但可靠性不足所衍生的成本勢必會反映在支持合約當中。這正是為何傳統(tǒng)的存儲供應商的支持成本在 4、5 年或更久之后將突然暴增。

Pure 的可靠性意味著客戶不需每 4、5 年就經歷一次砍掉重練的痛苦。那些 6 年前隨 Evergreen 訂閱方案采購的 Pure Storage 陣列，至今仍有 97% 還在服役，而且還能跟上當今的技術。

閃存就是比較好

一個簡單的事實就是：今天已經沒有人是因為機械硬盤比較好所以才購買，而是因為比較便宜。閃存幾乎在每一方面都優(yōu)于機械硬盤存儲，而且在閃存原本就具備優(yōu)勢的地方，其優(yōu)勢還在持續(xù)擴大。目前閃存仍輸給磁盤的只有成本，但磁盤與閃存交叉的日子已越來越近。對大多數企業(yè)而言，全閃存數據中心的夢想很快就會實現。