10x倍速行动：从混闪到全闪分布式存储
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全闪存存储具有极高IOPS性能、低延迟、低能耗的优势，但闪存（固态）硬盘的单位容量成本仍然是机械硬盘的数倍，阻碍了全闪存存储在全应用场景下的推广与使用。
道熵10x倍速行动计划，通过运用双重RAID技术、短码纠删码、在线数据压缩以及数据去重技术，降低固态硬盘采购成本、提升存储空间使用效率，可将IOPS性能提升10倍，同时成本可与混闪存储基本持平。
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混闪 vs全闪
过去，由于固态硬盘（Solid State Drive, SSD）的寿命问题和高采购成本，SSD大部分时间仅作为性能提速技术出现，如二级缓存、自动分层技术，而机械硬盘（Hard Disk Drive, HDD）作为主要的存储介质，通过SSD与HDD的混合使用，达到提升存储综合性能的目的。
全闪存储是经过软件栈针对SSD进行全面优化，同时使用SSD作为存储介质的存储系统，充分利用SSD的低延迟和高IOPS等优势，为企业业务提供有力的支撑和性能保障。
那么，全闪与混闪存储各自的优劣势主要体现在什么地方呢？
1
性能
从性能上来看，全闪存储由于使用了SSD闪存介质，加之在软件栈上针对闪存介质和整个存储系统进行了算法优化设计，可以带来10x倍甚至更高的IOPS性能以及极低的响应延迟。而混闪存储如果要做到这么高的性能，特别是针对随机的小块数据读写访问需求时，需要配置更多的硬盘来进行并发，从而达到近似的性能值，但这样势必会带来存储空间的浪费，因为客户可能并不需要那么多的存储空间，成本投入也非常巨大，在机房部署时，存储所需的物理空间及能耗需求也会相应增加。
2
稳定性与可靠性
从稳定性与可靠性来看，全闪存储采用晶体管芯片实现的SSD代替了机械臂加磁头的HDD，彻底去除了高速旋转的机械部件，整体运行功耗比混闪存储低30%至50%，且不必担心物理震荡与冲击对存储系统可靠性带来的不利影响。
3
成本
从成本来看，SSD的单位容量成本显著高于HDD，全闪的部署成本也显著高于混闪，这是制约全闪分布式存储被广泛使用的重要原因。
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10倍速行动
10x倍速行动是道熵在2023年发起的一项倡议行动，旨在帮助企事业客户实现绿色低碳的数字化转型与升级目的，通过建设全闪存分布式存储与全闪存超融合平台，满足客户未来5到10年业务发展的需求，实现包含数据库、云平台、海量文件系统、AI与大数据分析在内的全场景闪存化，提升用户体验、优化能耗、降低TCO。10x倍速行动可实现IOPS性能提升10倍，且总体使用成本与混闪存储基本持平。
以当前市场价格作为比较，8TB 7200转企业级机械硬盘的价格大约是1300元，而4TB SATA固态硬盘（普通级）的市场价格同样在1300元左右，固态硬盘的单位TB成本是机械硬盘的2倍。为了拉低二者之间的成本差距，道熵采用以下四项关键技术来降低成本，从而达到成本与混闪存储成本基本持平。
1
双重RAID技术
普通级SATA固态硬盘与企业级NVMe/SATA/SAS固态硬盘相比，成本为后者的1/2甚至更低，但缺乏受掉电保护的写缓存，直接作为分布式存储中的OSD会导致性能低下。道熵双重RAID技术，采用虚拟OSD技术，为普通级SATA固态硬盘构建一个具备DRAM与高性能NVMe固态盘共同支撑、且具备掉电保护功能的写缓存，大幅度提升普通级SATA固态硬盘的同步写性能，有效地降低全闪存分布式存储的采购成本。
2
短码纠删码技术
由于机械硬盘的IOPS仅有120左右，混闪分布式存储通常采用3副本部署方式，存储使用效率仅为0.33，即存储有效使用空间为系统裸容量的0.33倍。而SATA固态硬盘的IOPS通常在50k上下，远高于机械硬盘，因此可采用短码纠删码来提升存储使用效率，并可同时保证较低延迟与高IOPS性能。道熵推荐采用（k=2, m=2）或（k=4, m=2）纠删码，其对应的存储使用效率分布为0.5和0.66。存储使用效率的提升，可直接降低存储的总使用成本。
3
透明在线数据压缩
道熵全闪分布式存储可选择流行的LZ4，以及压缩率和压缩/解压缩性能突出的ZSTD无损数据压缩算法。其中，LZ4算法具有最高的吞吐率，对CPU消耗极少，其压缩比为1.8~2.0左右；而ZSTD算法可以保持在较高的吞吐率基础上，压缩比可高达2.8，比LZ4提升40%。
4
在线数据去重
道熵全闪分布式存储可在线开启或关闭数据去重功能。数据去重可自动计算数据块的fingerprint，通过对比fingerprint，将节点内重复的数据块仅保存一份数据，从而提升存储空间使用效率。在虚拟化与超融合应用场景中，开启数据去重功能，最大可提升存储使用效率3x至5x倍。
道熵全闪存分布式存储与超融合平台，可实现IOPS性能提升10x倍，且总体使用成本与混闪存储基本持平。通过使用双重RAID、短码纠删码、透明在线数据压缩及数据去重技术，有效地降低采购成本，提升存储空间使用效率，推动包含数据库、云平台、海量文件系统、AI与大数据分析在内的全应用场景闪存化，提升用户体验，优化能耗，并降低TCO。
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