有很多文章在写存储的发展趋势，其中包括云存储、软件定义存储，当然笔者听到最多的还是闪存。作为存储的最为基本的单元，闪存较磁盘有更高的IOPS，特别是在大量随机读写小文件的系统中，闪存有着磁盘无法达到的性能。当前最为常见的闪存方案是将闪存卡或者固态硬盘加到服务器中做为一个高速缓存层，存储热数据并应对前端应用大量的读写需求。但是全闪存阵列现在发展的远没有磁盘阵列那样成熟，这篇文章则从全闪存阵列以及市场上新旧两大闪存阵营来阐述全闪存阵列。
全闪存就是插满SSD？
是不是传统的存储阵列在插满SSD就可以称之为全闪存阵列？这显然不是。磁盘阵列的根本依然是基于硬盘的，硬盘的特点就是存在寻道的延迟，所以非常不擅长处理随机I/O，因为过多的seek影响性能。因此，对于基于硬盘的阵列，设计者一开始的想法就是尽可能的让阵列处理连续I/O。而SSD的优势就是延迟低，另一方面SSD的存储单元在经过数千次擦写之后就会磨损不能再使用，所以从存储介质的层面来看，全闪存阵列的设计应该尽量避免对SSD进行多次擦写以保证寿命，而不是想尽办法让阵列处理连续I/O请求。
简单的用SSD替换磁盘是不能发挥闪存的性能的。犹如一辆汽车不能单纯的加上飞机的引擎来提高时速一样。
从控制的角度看，传统的磁盘阵列性能瓶颈在磁盘，保证磁盘不过载的前提下，磁盘不足以榨干CPU的性能，但是将传统的磁盘阵列的硬盘替换为SSD之后，SSD的IOPS性能非常高，不等SSD性能充分发挥，CPU就会崩溃了。
简单来说为了适应SSD的优势，延长SSD寿命，不论是硬件还是软件架构全闪存阵列都需要重新设计。另一方面性能只是全闪存阵列需要重新设计的一个重要的因素却非全部，全闪存阵列还需要考虑快照、克隆、精简配置和重复数据删除等功能的实现，虽然这些功能在传统磁盘阵列中应用非常成熟，但是都是基于底层磁盘管理引擎所构建的，采用同样的规则和限制，并不适用于全闪存的架构。
全闪存阵列的优势和面临的挑战及应对方案
在IBM公布的资料中提到IBM的 FlshSystem全闪存阵列可以在1U的空间内提供1TB至20TB可用的存储容量，最大500K的IOPS和5GB/S的吞吐宽带，工作状态下能耗在500W左右。如果用传统15K物理磁盘实现这样的性能，需要200倍的物理空间和600倍的功耗开销。其他厂商的全闪存阵列也都能达到数十万的IOPS性能。少数全闪存阵列可以做到百万级别的IOPS性能。
这样一组数据中可以看出全闪存阵列的优势。首先就是极高的IOPS和吞出带宽，其次由于闪存体积较磁盘小的多，而且能耗非常低，所以在实现相同能能的同时在减少物理空间、降低能耗方面有比较显著的效果。再进一步应该就是降低成本。由于闪存现在仍然是非常昂贵的产品，一块闪存卡就需要几千美金。同等容量全闪存阵列较磁盘阵列要贵很多，但是依照闪存厂商Violin Memory的理论，传统的磁盘阵列靠增加磁盘数量提高性能，但是很多企业现实中并不需要过多的容量，他们需要的是IOPS。一个1U的闪存阵列可以提供几百块磁盘的磁盘阵列的性能，综合闪存阵列降低能耗和减少物理占地等因素，闪存阵列很多时候是一种更为低廉的解决方案。
除了优势，我们不得不承认闪存阵列在很多方面面临着非常大的挑战。首先提到的应该是闪存的价格。相比磁盘，闪存的价格仍然非常昂贵，全闪存阵列虽然具有很高的性能，但是很多企业仍然难以接受花数十万买一个1U的存储。另外闪存在写上的优势并没有读的优势那么明显，而且闪存在写入之前一定要先擦除，闪存擦除耗费时间较长(以毫秒计，快与硬盘驱动器的平均访问时间一个量级了)，且会阻塞同一芯片上的读或写操作;闪存块在物理磨损之前只能被擦除一定次数，且不能再被使用。即是说闪存在写操作和寿命等方面还有较大的瓶颈需要突破。
现在闪存阵列在充分发挥闪存性能的同时非常注重减少对闪存的擦写以延长闪存使用时间。采用的技术有自动精简配置、实时压缩以及线内重复数据删除等。核心思想就是尽量在写入闪存之前通过压缩或者去重减少写入闪存的数据量。这样做不仅可以延长闪存寿命，也可以节省存储空间。
全闪存阵列市场上的两大阵营
每次重大的变革都会催生新的巨头。闪存也是这样，相比IBM、EMC这些传统的存储巨头，Fusion-io和Violin Memory在闪存市场上表现的更为抢眼。闪存市场并非是巨头们的天下，新旧两大存储阵营正在抢占闪存市场。
新旧两大闪存阵列阵营中的新主要是指Fusion-io(Fusion-io的产品现在看来仍以PCIe闪存卡，但是今年收购了阵列厂商NexGen，现在Fusion-io正在向全闪存阵列迈进)、Violin Memory、Greenbytes、Skyera、Whiptail以及Pure Storage等闪存初创厂商。这些厂商的优势在于闪存技术比较成熟，由于是初创公司，所以技术更新比较快，而且更容易接受创新的理念。
相比靠技术创新赢得市场的初创公司，我相信巨头们更喜欢通过收购达到进军闪存市场的目的。因为存储巨头在传统的阵列上的技术已经非常成熟，他们并不愿意冒险进入新的领域。但是闪存是一个发展的趋势，存储巨头不得不研发闪存阵列。最直接有效的方法就是收购初创厂商。IBM收购TMS、EMC收购XtremIO，甚至包括NetApp收购CacheIQ应该都算是存储传统存储巨头通过收购进军闪存的案例。惠普并没有收购闪存厂商，只是将3PAR的发展路线向闪存倾斜。近日惠普推出的全闪存阵列3PAR StorServ 7450应该是惠普全闪存阵列发展计划的标志性产品。戴尔也有收购闪存厂商的意愿，但是还没有实际的行动在进行，现在戴尔的闪存方案还只是和Violin Memory合作将Violin Memory的全闪存阵列作为戴尔Compellent阵列的一个组成部分。以此总结存储前五的巨头们都有着各自的全闪存阵列计划，除戴尔外，IBM等几家厂商都有了自己的全闪存阵列产品。
全闪存阵列市场上谁能成为市场赢家或者说谁能一直是市场赢家现在还言之过早。但是闪存的光明未来一定是所有存储厂商都必须重视的。是新兴厂商高速发展最终成为巨头还是巨头争相收购初创企业最终再次形成稳定的市场局面相信未来几年会有一个结果。
