2011年,当Pure Storage为任务关键型数据中心发表了第一套足够强大、且经济的全闪存存储阵列时,引起了市场与客户的关注。从此,Pure便立志要实现全闪存数据中心的梦想。
相较于传统的存储介质,如磁盘或磁带,闪存的优势毋庸置疑,但其最大障碍在于成本。不过,磁盘与闪存之间的总体拥有成本(TCO)差异,其实比许多人想象的还低。本文将探讨,在未来短期之内可能让硬盘不再具备成本优势的一些因素。
值得事先一提的是,对于任何性能或延迟敏感的工作负载来说,闪存早已是它们的最佳选择。自从闪存进入企业存储市场以来,其便从上至下一级一级地逐步淘汰硬盘,目前只剩下磁盘驱动器还维持着市场占有率优势,即容量导向的近线驱动器。
尽管这是在线数据存储最低的一层,但大部分的数据仍存储在这层,而且在每年出货的硬盘容量中占比越来越大(超过70%),这就是闪存接下来要渗透的一层。
NAND闪存的每比特价格正在以比近线硬盘更快的速度下滑。再加上闪存在电力、空间、制冷方面的优势,以及更高的性能与可靠性,硬盘很快就会变成一种不太具备成本效益的选择。下面就来深入探讨其中的一些因素。
第一个最直接的成本就是介质成本。虽然,如今硬盘的每比特成本仍旧低于最高密度的闪存,但2023年有几个值得观察的重要趋势。
首先,所有的一线闪存制造商今年都在密度上实现大幅增长,有的甚至做出了200层以上的3D NAND。这种密度增长将转化成更好的成本效率,进一步节省电力和空间。其次,如果分析师的预测准确,NAND的整体价格将延续2022年底开始的趋势,在2023年的大部分时间内呈现下跌的走势。
如今,数据中心基础架构的能源消耗占了全球的1%以上,而且比例还在升高。随着能源成本的持续上涨,信息技术的能源消耗已不再只是一项环保议题,更是一项重大的经济议题。
从总体拥有成本来看,能源消耗在2023年及未来甚至将扮演更重大的角色。因此,具备较高电源效率的基础架构将比友商拥有更大的经济优势。随着闪存的密度不断攀升,其未来的电源效率将超越硬盘,达到更低的实质成本。
2022年,Pure Storage发布了第一份环境、社会和治理(ESG)报告,比较了我们与友商的全闪存系统,并指出我们的系统所消耗的能源比友商少84%。未来,优良的能源效率将成为Pure Storage产品在TCO上击败磁盘的主要因素。
在两个关键方面,闪存相对于磁盘的性能优势可以转化为成本优势。
首先,由于磁盘目前的性能依然很低,所以即使在性能需求最轻的工作负载上,您最后还是会有许多闲置的容量。举例来说,或许机械硬盘本身具备20TB的存储容量,但如果系统的性能在16TB的时候就已经达到极限,那您就无法发挥每比特应有的成本效益。闪存就没有这方面的问题,因为即使容量快要用尽,其读取性能依然稳定,不像硬盘。
其次,任何强调弹性的存储环境都会有冗余策略,例如:存储多个数据复本,以及预留一些备用容量以备不时之需。
这意味着装置的性能将左右您建立的系统具备多少冗余能力。早在多年以前,硬盘的容量就已经大到当一个驱动器发生故障时,您将因为重建时间过长而必须采取双校验位(dual paity)冗余策略来确保业务的弹性。如今还可能需要用到三校验位(triple parity),甚至更多。
但如果采用闪存装置,重建的时间就能缩短,因此只需更少的容量来实现弹性冗余架构,相当于拥有更好的有效成本效率。此外,有些闪存供应商(例如Pure Storage)还提供了强大的自动化弹性调校功能,能将所有的因素都纳入考虑,让用户不必操心他们需要设置什么RAID等级。
根据Pure的数据,我们的系统年化故障率(AFR)比任何针对机械磁盘的产业评测结果都低上许多,甚至比SSD的业界平均值还低。而更好的可靠性,意味着更好的弹性。
除此之外,也意味着装置需要更换的情况更少,进而降低成本。虽然大多数签订支持合约的客户都不会直接感受到这项成本,但可靠性不足所衍生的成本势必会反映在支持合约当中。这正是为何传统的存储供应商的支持成本在四五年或更久之后将突然暴增。
Pure的可靠性意味着客户不需每四五年就经历一次砍掉重练的痛苦。那些6年前随Evergreen订阅方案采购的Pure Storage阵列,至今仍有97%还在服役,而且还能跟上当今的技术。
一个简单的事实就是:今天已经没有人是因为机械硬盘比较好所以才购买,而是因为比较便宜。闪存几乎在每一方面都优于机械硬盘存储,而且在闪存原本就具备优势的地方,其优势还在持续扩大。目前闪存仍输给磁盘的只有成本,但磁盘与闪存交叉的日子已越来越近。对大多数企业而言,全闪存数据中心的梦想很快就会实现。
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何与晖先生于2015年加入Pure Storage,现担任大中华区系统工程经理,负责公司在大中华区产品的技术咨询顾问及客户支持工作,同时协助业务团队将Pure Storage的云端数据平台推广到大中华区各行各业的组织与企业。在此之前,何与晖先生曾在甲骨文公司服务多年,先后担任程序设计师、系统设计师、项目经理、产品经理、核心技术讲师以及首席技术顾问等职位。在其担任技术顾问期间,主要职责为大中华区客户及业务团队提供产品的培训及技术支持。在多年的技术支持历练中,何与晖先生曾参与过多次大型数据库迁移及数据库不停机升级项目,也为研究机构、大学院校、政府、制造业、医疗业等领域打造数据中心以及生产线数据库系统的高可用性架构。
Pure Storage (NYSE: PSTG)帮助技术专家节省更多时间。Pure Storage提供现代化数据体验,赋能组织在多云环境中,以真实的、自动化的、存储即服务模型,无缝地运行程序。作为有史以来成长最快的IT企业之一,Pure Storage帮助客户实现数据的应用,并降低管理基础设施的复杂程度和成本。目前,Pure在B2B客户满意调查净推荐分数(NPS)中名列行业前1%,这也说明了Pure持续增长的客户是世界上满意度最高的客户。