我们每天都可以看到IT专业人员尝试在廉价的服务器和硬盘上部署软件层来提供存储服务。但与此同时，高度优化的闪存加速技术也在同样的数据中心使用，尽管它们价格昂贵，但它们通过性能赢得了用户。在IT基础设施架构中，要平衡花费和性能不是一件容易的事，每种存储架构都有自身的优点和潜在的弊端。我们想要知道：存储的未来趋势是廉价模式还是自定义模式？

导致不同趋势的一个因素是计算机行业一个著名的定律：摩尔定律。在摩尔定律中，CPU的处理能力会不断的提升。今天，我们可以看到CPU的能力足以支撑我们部署虚拟化和软件定义存储。去年，EMC在其知名产品VNX阵列的控制器中使用了多核CPU，这意味着我们可以利用高性能的CPU来实现新的软件特性。这个趋势也意味着目前厂商可能会在阵列中采用消重技术，消重技术对CPU资源消耗十分巨大，但目前强劲的CPU性能已经能够让阵列消重成为广泛应用的技术。

在云存储和对象存储领域，经济的部署面向存储容量和软件特性的存储架构要比高效的性能更加重要。不过性能依然是最重要的需求之一，因为延时会影响生产的工作效率。所以在特定的固件和硬件上进行工程优化是很有必要的。

为全闪存而设计的架构

为了达到最好的性能，存储架构师在着手设计企业级闪存解决方案。而存储厂商也在为提供最好的全闪存解决方案而激烈竞争。

在传统的存储阵列中加入闪存，或在控制器和网络层增加内存也会提升系统性能。一个比较好的方法是使用分层技术和缓存技术实现一个混合型架构，这种架构能够更有效率的利用闪存，提升闪存投资的性价比。不过，为了真正实现IOPS的最大化和I/O延时的最小化，存储厂商需要为固态硬盘设计专门的、深度集成的架构，换言之，就是一个完全为闪存而设计的架构。

为全闪存而设计架构有不同的方法。从最近一次由Taneja Group组织的多厂商讨论中，我们了解到EMC的XtremIO是为了性能、扩展性和性能的一致性而设计，这也是当前用户最核心的需求。Pure Storage是为了性能和性价比而设计，它通过消费级闪存的价格来节省成本。Kaminario向存储性能委员会展示了其优异的存储性能，它是一种向上扩展、向外扩展以及可变块大小的架构。

与上述厂商完全为闪存设计新的存储架构不同，惠普推出了全闪存版本的3PAR阵列。惠普宣称该产品可以与专门为闪存设计的全闪存阵列竞争，因为他们专门为闪存定义了ASIC。而Violin Memory公司则是推出了自己的闪存模块，避免了利用传统硬盘来模拟固态硬盘格式和接口的限制，目前他们把目标锁定在企业级的存储分层服务。

全闪存架构的共同点是每个组件都为闪存I/O进行了端到端的、集成式优化。 芯片、板卡、模块、缓存、控制器、机架以及软件都做了特殊设计。不过，也有许多设计采用了廉价的组件，这种设计可以方便的扩展，因为它们为了性能被设计为一个自上而下的堆栈，该堆栈由许多廉价的组件构成。

一个可能改变游戏规则的架构来自Avalanche Technology公司，他们推出了完整的自上而下、按需配置的闪存阵列。和Violin一样，这家公司在芯片中做了专门的设计，并且也将完整的企业级特性内建至集成软件当中。该公司宣称他们即将推出的NAND闪存版本的阵列减少了40%的I/O延时，并且和其它全闪存阵列相比降低了一半的功耗。

当闪存也不够快怎么办？

为闪存设计的全闪存阵列正在赢得今天的性能大战，但我们可以预见到下一代闪存阵列架构的竞争是不可避免的。对于初创公司来说，有许多正在发展的新兴固态技术（自旋扭矩转换MRAM、惠普的 Memristor技术等等）将在性能等多方面超越现有的NAND闪存技术。这些技术要比NAND闪存快得多，这也使得今天的全闪存阵列厂商去思考下一代的闪存阵列架构。

而如果这些快速闪存技术能持续的与现有存储融合，我们可以期待这将改变整个游戏的规则。当然，这个转变不会在一夜之间出现，但我们已经看到了一些小的物联网系统采用了这些新的闪存技术来取代之前的闪存加磁盘存储技术。磁盘存储可能会与服务器完全融合，又或许正好相反？

如果把目标转向向外扩展的大数据平台、云计算平台和集中式的高性能数据中心，我不知道未来的IT架构会是怎样。是否计算资源会分布到边缘，或者网络成为核心，又或者产生“黑洞”式的融合，形成新型的大型机架构。但我知道，如果要追求高性能，优化式的架构设计十分重要。

本文选自存储经理人2014年10月刊：固态存储何去，欢迎下载阅读PDF版本。