Fusion-IO：應用應為快閃記憶體最佳化

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以前，人們只知道用快閃記憶體替代硬碟，快閃記憶體要為應用而最佳化。但是隨著快閃記憶體應用的深入，現在要反過來了，應用要為快閃記憶體而最佳化。Fusion-io正致力於推動這一改變。

　　雖然儲存廠商紛紛推出各種各樣的快閃記憶體產品或系統，但大多數儲存廠商僅僅把快閃記憶體作為硬碟的替代者，比如用固態硬碟(SSD)來替換磁碟陣列中的硬碟，而不能真正做到為快閃記憶體而最佳化。Fusion-io進階營銷副總裁Gary Orenstein表示，快閃記憶體不僅僅是硬碟的替代或補充，而是真正能在互連網、大資料、雲端運算、資料庫等應用中承擔起加速的重任。

　　為應用加速

　　回顧曆史，儲存系統的發展經曆了三個重要的發展階段：從通用儲存到為工作負載而最佳化的儲存，再到今天的基於快閃記憶體感知加速的儲存。Gary Orenstein認為，2014年是快閃記憶體應用的元年。一個真正屬於快閃記憶體、以快制勝的時代已經到來。

　　在實際應用中，很多客戶所以選擇快閃記憶體的一個重要理由是，他們的磁碟陣列速度太慢了。人們普遍將快閃記憶體當成了硬碟的一個替代品。而作為一個專業的快閃記憶體廠商，Fusion-io並不滿足於此，所以它更強調，通過其快閃記憶體產品使得資料庫、虛擬化和大資料等工作負載得到進一步最佳化。

　　Fusion-io發布的最新原子系列(Atomic Series)快閃記憶體產品將快閃記憶體應用推向了一個新高度，即實現快閃記憶體感知類型應用的加速。Gary Orenstein舉了幾個例子。微軟發現，使用Fusion-io的快閃記憶體感知類型的儲存能夠使SQL Server2014的效能提升4倍。Fusion-io公司也積極地與MySQL開源社區進行合作，為其應用添加新的功能，實現效能和容量的提升，同時提高產品的耐用性。另外，Fusion-io的一體機最近通過了SAP HANA的認證，它最多可以支援32個SAP HANA的節點，但本身的機箱高度只有4U。“而競爭者相同體積的磁碟陣列只能支援到8到10個SAP HANA節點。”Gary Orenstein介紹說，“此外，我們的一體機還保持著VMark基準測試的最高效能記錄。因此，我們最新的原子系列產品將重點放在了應用加速上。”

　　Gary Orenstein認為，原子系列產品是Fusion-io曆代產品中最出色的一代產品。原子系列產品並不是單純勝在效能指標上，而是真正可以利用其獨特的快閃記憶體技術協助客戶實現應用的加速。

　　歸納來說，Fusion-io原子系列產品在效能、容量、可靠性和效能四個方面實現了突破。首先從效能上看，原子系列產品的效能與Fusion-io的上一代產品相比有了極大的提升。Fusion-io的原子系列產品採用全新的更小的20nm技術的NAND，但實際上新NAND的速度比前更慢。Fusion-io的獨特之處正在於，它突破了NAND的技術痛點，反而將快閃記憶體產品的整體效能大幅提高了。其次從容量上看，因為全新的NAND器件自身的容量翻了一倍，所以採用全新NAND的原子系列快閃記憶體產品的容量也提升了一倍，在一個PCle插槽上最大可以支援6.4TB的容量，其儲存密度已超過磁碟。再次從產品的可靠性上看，由於新一代NAND使用起來難度更大，Fusion-io著力增強了原子系列快閃記憶體產品自身的錯誤修正能力。Fusion-io特有的錯誤修正技術簡稱LDPC，可以實現低密度均值檢查。最後從產品的整體能效上看，相比於磁碟，快閃記憶體的能耗大大降低，這也是使用者青睞快閃記憶體的一個重要原因。快閃記憶體能夠更好地降低能耗，相當於為使用者節省了儲存開支。

　　Fusion-io原子系列產品建立在Fusion-io最新的第三代基於記憶體的構架之上。快閃記憶體應用程式需要更高的效能和更少的基礎設施。原子系列產品通過創新的軟體實現了應用的加速，其效能比一般的SSD高得多，而所需的空間卻少很多，這使得它可以廣泛應用於各種場合，包括資料庫、雲應用、大資料分析甚至超大規模的工作負載。Gary Orenstein總結說：“以上4個原子系列快閃記憶體產品的特性，可以協助客戶實現應用的加速，減少對基礎設施的需求，從而更好地降低成本。企業無論規模大小，都可以使用原子系列快閃記憶體產品。”

　　更加務實

　　Fusion-io原子系列目前包括兩條產品線：一是針對高效能應用的PX系列，另一個是針對大規模部署的SX系列。Gary Orenstein表示，實際上PX系列與SX系列之間的界限沒有那麼分明，在某些應用場合中，兩類產品其實都可以應用，因此也會有重疊的情況。Fusion-io之所以將PX系列和SX系列在應用上進行區分，是為了給客戶提供一種應用的參考，如果客戶的關鍵應用需要極致的效能，那麼就可以採用PX系列產品;如果客戶認為效能夠用即可，而更關注儲存的經濟性，那麼就可以選擇SX系列產品。

　　雖然快閃記憶體產品的種類很多，應用情境千差萬別，既可以應用於伺服器端，也可以用於存放裝置陣列端，但對於Fusion-io來說，它重點關注的還是採用PCIe介面的用於伺服器端的快閃記憶體。Gary Orenstein重申：“NAND不應該被簡單地當成硬碟來對待，而應該還原其本質，將其作為快閃記憶體來最佳化，從這個角度來說，PCIe介面是最適合的，更能充分發揮快閃記憶體本身的優勢。我們之所以能夠引領快閃記憶體技術和市場的發展，並且在提高效能、縮短延遲上成效卓著也皆因於此。”目前，市場上主要的伺服器廠商在其伺服器中都提供PCle插槽，這對PCIe快閃記憶體的普及也起到了非常好的促進作用。

　　SFF-8639介面的尺寸確實更小，但是此類產品目前的市場規模還不夠大，不值得Fusion-io投入重金去研發。Fusion-io現在的產品只支援PCle 2.0，而沒有採用最新的PCle 3.0也是因為類似的原因，目前市場對PCle 3.0的接受程度並不高。Gary Orenstein坦率地表示：“作為一家商業公司，我們的目標很明確，就是要賺錢，所以我們會關注那些適合當前市場需求、商業潛力巨大的技術和產品，以期獲得更快的投資回報。”

　　從一個初創型的技術公司發展為快閃記憶體市場的領軍者，Fusion-io變得越來越商業化和務實，在市場開拓與夥伴的選擇上也更加積極，且富有成效。今年6月，Fusion-io宣布，惠普公司成了原子系列產品首個伺服器的OEM夥伴。在資料中心中部署了HP ProLiant伺服器的使用者，現在可以將Fusion-io原子系列產品與HP ProLiant伺服器進行整合，為應用程式加速。另外，Fusion-io還宣布，其ION Accelerator產品將作為戴爾旗下的解決方案進入市場。

　　Fusion-io是最早進入PCIe快閃記憶體市場的廠商。在人無我有的情況下，Fusion-io很容易脫穎而出，確立自己獨特的優勢地位。但是只過了短短几年時間，幾乎所有主流的儲存廠商都已經擁有了快閃記憶體產品後，Fusion-io又將如何繼續保持其差異化的競爭優勢呢?Gary Orenstein回應說：“我們對NAND技術非常瞭解，因此知道如何與NAND廠商進行合作。另外，我們有自己的控制器，也和眾多伺服器廠商打過交道，知道如何在產品上更好地滿足伺服器廠商的需求，並建立一個穩定的生態系統。比如，我們是快閃記憶體領域第一個通過SAP HANA認證的廠商。”

　　應用因快閃記憶體而變

　　以前，人們只知道用快閃記憶體替代硬碟，快閃記憶體要為應用而最佳化。但是隨著快閃記憶體應用的深入，現在要反過來了，應用要為快閃記憶體而最佳化。Fusion-io正致力於推動這一改變。“目前，在快閃記憶體領域只有Fusion-io在做這件事。當然，我們孤掌難鳴，需要與軟體夥伴一起完成應用對快閃記憶體的最佳化，比如我們與MySQL開源社區、Oracle一直保持密切合作。”Gary Orenstein表示。

　　舉例來說，在MySQL中，Fusion-io開發了一種新功能——原子寫入。在快閃記憶體出現之前，MySQL在將資料寫入磁碟時，必須寫入兩次，以防止磁碟出現故障。但是如果每次向快閃記憶體中寫入資料時，也操作兩次，將大大影響快閃記憶體的壽命。對磁碟寫入兩次是為了保證資料的一致性，而快閃記憶體並不存在這個問題。因此Fusion-io針對MySQL開發的原子寫入功能，針對快閃記憶體唯寫入一次資料即可。這樣做的好處是，一方面提高了MySQL的效能，另一方面延長了快閃記憶體的壽命。像這樣讓應用為快閃記憶體而最佳化的例子還有很多。

　　“使用者使用Fusion-io的快閃記憶體產品，並不需要自己去做應用最佳化，因為Fusion-io已經與相關的軟體廠商完成了最佳化。當然，使用者也可以選擇Fusion-io的軟體獲得優於其他同類產品的效能。”Gary Orenstein表示，“現在整個儲存行業正處於升級換代期。既然有了快閃記憶體，為什麼我們還要使用30年前針對磁碟開發的協議和應用呢?”

　　使用者在選擇快閃記憶體時應該注意哪些問題呢?Gary Orenstein提出了以下幾點建議。第一，客戶要清楚如何做效能評估。IOPS並不能完全代表效能。客戶應該從應用的角度出發評估效能，不僅要看某一時刻的效能高低，還要關注某一段時間裡的效能穩定性。第二，注重功耗。客戶要看伺服器廠商是否能夠提供基於SSD的成熟的參考架構。第三，客戶要根據不同的應用場合選擇不同類型的快閃記憶體產品。第四，客戶還看廠商是否能夠提供快閃記憶體的成功案例。“我們不是自己在銷售快閃記憶體產品，而是動員圍繞Fusion-io建立的整個生態系統的力量去銷售。這是我們的優勢所在。”Gary Orenstein表示。

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