浪潮存储:从SPC探秘存储负载与性能优化技术(上)

洞察应用存储负载,建立性能量化评估体系,构筑客户可信性能的全闪存储。

非一家之言:站在行业角度观察硬盘-混闪-全闪的性能演进

想从金融、通信、AI行业等关键行业应用的角度观察存储应用发生的变化,包括全闪存存储应用负载的特征、负载描述系统性以及相关指标的变化等等,进而预测未来存储进展方向、面临的性能瓶颈以及突破这些瓶颈提供需要的软件技术等,能提供最权威答案的,当属存储委员会(Storage Performance Council,简称SPC)。

查阅SPC的历次报告可以发现,2012年以前,厂商送测的存储介质均为硬盘;2012年至2016年之间,已经有厂商开始提交NAND SSD,还有一些厂商送测采取分层或者缓存等某种混合有NANA闪存盘;从2016年至今,所有厂商送测SPC的存储配置都是NAND SSD。这意味着,性能存储已经全面进入全闪时代。

SPC-1性能测试结果发展规律

从行业洞察角度,浪潮还注意到这样一个现象:在SPC报告显示主流厂商双控性能呈现这样的态势:每四年IOPS翻番、延迟也是倍速降低;KIOPS的价格下降4倍、GB单价下降两倍。

为什么要关注双控?因为盘阵、集中存储使用的缓存镜像保存大量元数据、配置数据、集群数据、状态数据,在空闲时数据才会写入磁盘,为防止单点失败,至少会在两个控制器保存有副本,以提高可靠性,通常只有这两个控制器针对同一个I/O流、同一个卷才能承接存储服务。

浪潮存储首席架构师孙斌介绍存储从硬盘、混闪到全闪的性能演进历程。

从双控角度,IOPS的值代表着存储性能的一个重要指标,无论是4控、8控还是16控,四年来,这个值迭创新高。

从SPC的报告中选择了两组数据作为对照,总结出存储的“硬盘-混闪-全闪”的性能演进历程:

硬盘时代,双控IOPS的最高值是25万,TOP厂商的平均IOPS约为十万;在全闪存的今天已经实现了双控45万,顶级厂商平均IOPS突破了131万;

在平均延时方面,硬盘时代是5.11毫秒,如今已经低至0.92毫秒,并且所有厂商都可以做到IO亚毫秒级响应;

在平均性价比方面,每KIOPS从硬盘时代的5139美元跌至今天的328美元,差距扩大至三到四倍,原因是除了介质的变化,还在于CPU性能的提升以及软硬件融合;

在可用空间方面,软件栈技术的采用,使得RAID0提升至RAID5,可用资源大幅节省,同样的投资可以获得更多的物理空间,另外,需求提升了产能,每GB投入从50美元下降到今天的14美元。

从上可以发现,一方面,企业客户的数据持有量在持续膨胀,另一方面,技术的使然,从硬盘到混闪、SSD全闪时代,存储成本每四年倍速递减。

你方唱罢我登场,SPC价值犹存

SPC是由世界级存储供应商联合组成的一个非盈利机构,20年来专注于存储行业供应商性能评测。针对存储行业的需求和关注,SPC创建了首个存储行业标准的性能标准。从组件级评估到完整的分布式存储系统的测量,SPC标准提供严格的、经过审计的和可靠的性能度量。

SPC收集客观并分析送测厂商从硬盘、混闪到全闪时间推移的变化过程中双控系统IOPS、平均延迟、$/KIOPS,ASU价格等产品及指标变化,尝试定义存储性能负载(workload)以及提供产生负载压力测试工具,为厂商提供可以发布自行测试平台一类的服务,对每个版本性能负载详细的定义是公开的,任何厂商都可以免费下载,但测试工具则需要成为会员去购买,每次发布厂商报告需要支付一定的费用。

SPC的观点经常被业界主流媒体及机构,诸如Block&File (Chris Mellor)、TheRegister、StorageNewsLetter、ZDNet等引用,相关的主流厂商也选择不同维度进行分析,形成新的观点。

十年前,SPC榜单上全球前五名的存储厂商基本上都来自美国,随着日本、中国、韩国等亚洲厂商陆续介入,两年前开始,美国厂商越来越少了。

按照不少存储大咖的观点,美国厂商退出后,这个榜单就没有什么价值了,因为都是亚洲厂商在“玩”,而且这些厂商的产品也很难打入美国市场。

但浪潮存储并不这么看。

“尽管美国公司越来越少,但这个榜单依然有效。”浪潮认为原因在于,跟行业TOP客户沟通交流的时候,厂商要想证明自己的产品性能和技术实力,仅靠自家的测试报告、成功案例远远不具备说服力,必须提供第三方公告到整个生态圈的测试报告。

其次,全闪栈对硬件软件产生的变革发挥着积极的作用,而SPC尝试对在线事务处理负载进行系统的梳理,并且在过去四年时间SPC持续演进,今年11月还发布了升级版3.10,因此可以断定Workload永远不会过时。这也是SPC另一项重要的贡献。

SPC-1演进历程

从榜单上看,最近两年技术更新进入了相对的平缓期,性能数据的变化已经下降为两位数。这引发人们对未来发展方向的猜想。在浪潮看来,未来四年,技术栈上存储还将迎来很多发展机遇,会有更多创新型厂商进入,所有厂商都将借助SPC榜单来展示自己存储性能的提升。

“在这样一个技术的变革期,谁抢占住风口就赢得更多的关注,并且能带动营销,反过来又促进研发投资、加速技术和产品的升级换代。”孙斌强调。(未完待续)

【下期话题:深度梳理和分析SPC Workload】