這是一個(gè)不平衡的世界，極少數(shù)富人占有絕大多數(shù)的財(cái)富、少數(shù)幾家領(lǐng)導(dǎo)品牌廠商占有整個(gè)業(yè)界絕大多數(shù)的利潤……，類似的，這種由80/20法則所描述的不平衡現(xiàn)象，在IT儲(chǔ)存應(yīng)用領(lǐng)域也是普遍的情況——儲(chǔ)存設(shè)備的大部份效能，其實(shí)是由一小部份應(yīng)用所消耗。這也是說：絕大多數(shù)的應(yīng)用其實(shí)都不會(huì)耗去太多I/O效能，所以我們只需為那少數(shù)極耗I/O效能的關(guān)鍵應(yīng)用，準(zhǔn)備少量高效能儲(chǔ)存裝置即可，至于其他應(yīng)用的儲(chǔ)存需求，則可用便宜的低價(jià)儲(chǔ)存設(shè)備來滿足。

　　混合儲(chǔ)存的效益——把高效能裝置用在刀口上

　　從儲(chǔ)存裝置本身的特性來看，SSD效能高，但單位容量成本也高;傳統(tǒng)硬盤單位容量成本低，效能也相對(duì)較差。

　　以80/20法則來看儲(chǔ)存系統(tǒng)的配置，採用全SSD的配置是不合理的——由于實(shí)際上只有一小部份應(yīng)用會(huì)需要SSD的高效能，不分應(yīng)用緊要與否、一律給予SSD資源，顯然不合成本效益;但傳統(tǒng)的全硬盤配置也已逐漸不敷使用，傳統(tǒng)硬盤雖然足以應(yīng)付I/O需求不高的一般應(yīng)用，但受先天架構(gòu)所限，必須透過組成大規(guī)模陣列的笨拙方式，才能拼湊出關(guān)鍵應(yīng)用所需的高I/O效能，為了一小部份關(guān)鍵應(yīng)用的高I/O需求，往往必須耗費(fèi)數(shù)十臺(tái)甚至上百臺(tái)硬盤組成陣列，即便滿足了I/O效能，但也耗費(fèi)了大量空間與電力，顯然也不合乎效益。

　　因此為了兼顧效能與成本，同時(shí)使用SSD與傳統(tǒng)硬盤的混合儲(chǔ)存架構(gòu)，才是當(dāng)前IT環(huán)境最合理的做法，在儲(chǔ)存設(shè)備中混用小比例的SSD(一般來說占總儲(chǔ)存容量10～15%即可)，即足以因應(yīng)一小部份關(guān)鍵應(yīng)用的高I/O需求，其余應(yīng)用則透過傳統(tǒng)硬盤來提供儲(chǔ)存服務(wù)。

　　自動(dòng)分層技術(shù)讓混合架構(gòu)真正實(shí)用化

　　就塬則來看，同時(shí)使用SSD與傳統(tǒng)硬盤的分層架構(gòu)，是最合理與最具效益的儲(chǔ)存配置。但在實(shí)務(wù)上，這種混合架構(gòu)將面對(duì)如何將各式各樣的資料放置到合適儲(chǔ)存層的困難。

　　理論上，我們可使用人工來進(jìn)行分層儲(chǔ)存配置工作，由MIS預(yù)判各主機(jī)應(yīng)用程式的I/O需求，然后分別配置不同層級(jí)的儲(chǔ)存資源，并視I/O運(yùn)行狀態(tài)的變化來調(diào)整儲(chǔ)存資源配置。

　　然而這種人工調(diào)整儲(chǔ)存資源配置的方式，對(duì)于個(gè)人端或極小規(guī)模的應(yīng)用環(huán)境或許適用，但對(duì)于企業(yè)IT環(huán)境實(shí)際上是不可行的。

　　首先，企業(yè)環(huán)境規(guī)模龐大，儲(chǔ)存系統(tǒng)必須服務(wù)數(shù)量眾多的主機(jī)與應(yīng)用程式;其次，各主機(jī)與應(yīng)用程式的I/O需求會(huì)隨時(shí)間而變化。面對(duì)數(shù)量眾多、且會(huì)隨時(shí)間變化的前端主機(jī)應(yīng)用程式，為了讓儲(chǔ)存資源維持在最佳配置，將必須持續(xù)追蹤各主機(jī)應(yīng)用程式的I/O負(fù)載變化，并針對(duì)I/O負(fù)載變化，頻繁地調(diào)整儲(chǔ)存配置，這將帶來非常龐大的管理作業(yè)負(fù)擔(dān)，遠(yuǎn)超過人工作業(yè)所能負(fù)擔(dān)的程度。

　　因此唯有透過自動(dòng)化的分層儲(chǔ)存與資料遷移技術(shù)，才能讓分層儲(chǔ)存架構(gòu)真正步入實(shí)用化，由軟體來執(zhí)行I/O存取負(fù)載的追蹤與統(tǒng)計(jì)工作，并依照預(yù)設(shè)政策或演算法，自動(dòng)在各儲(chǔ)存層間遷移資料，從而自動(dòng)讓整個(gè)儲(chǔ)存資源的配置達(dá)到最佳化。這也就是說，如何「自動(dòng)化」，才是分層儲(chǔ)存的關(guān)鍵。

　　自動(dòng)分層儲(chǔ)存技術(shù)的4大面向

　　自動(dòng)分層儲(chǔ)存技術(shù)的塬理十分單純，首先必須建立一個(gè)跨多個(gè)儲(chǔ)存層的磁盤區(qū)，然后由一個(gè)I/O監(jiān)控單元，追蹤與統(tǒng)計(jì)磁盤區(qū)各區(qū)塊的I/O負(fù)載，接下來再由一個(gè)資料搬移單元，依照各區(qū)塊的I/O負(fù)載程度，定期執(zhí)行資料遷移作業(yè)，將各區(qū)塊放置到合適的儲(chǔ)存層。

　　盡管塬理并不復(fù)雜，不過由于設(shè)計(jì)理念與儲(chǔ)存基礎(chǔ)架構(gòu)互有差異，各廠商的自動(dòng)分層儲(chǔ)存技術(shù)在架構(gòu)與運(yùn)作方式上，也存在許多不同，我們可以透過儲(chǔ)存分層的型式、分層作業(yè)的粒度、分層遷移作業(yè)的周期，以及管理政策權(quán)限這4個(gè)面向，來檢視與比較各廠商的自動(dòng)分層儲(chǔ)存技術(shù)特性。

　　儲(chǔ)存分層的型式

　　最基本的分層型式，是將儲(chǔ)存裝置簡單地分為SSD與硬盤兩層，如較早版本的IBM Easy Tier，以及普安ESDS 3000的Automated Storage Tiering，都是採取兩層式架構(gòu)。

　　只分為SSD與硬盤兩層的主要出發(fā)點(diǎn)，是認(rèn)為無論哪種轉(zhuǎn)速的機(jī)械式硬盤，速度都遠(yuǎn)低于SSD，因此無需對(duì)硬盤類型再作細(xì)分，而且只分兩層的話，分層判斷與管理也會(huì)單純的多。

　　不過就實(shí)際環(huán)境來說，盡管I/O效能均遠(yuǎn)不如硬盤，但1萬轉(zhuǎn)與1.5萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速硬盤，與7200轉(zhuǎn)的低成本硬盤之間，在單位成本上仍存在相當(dāng)大的差距，因此絕大多數(shù)廠商的分層架構(gòu)都是採用SSD、高轉(zhuǎn)速硬盤與低轉(zhuǎn)速硬盤的3層式區(qū)分，將硬盤再分成高速與低成本兩種類型。比起2層式架構(gòu)，3層式能提供更細(xì)緻的分層，來因應(yīng)主流磁盤裝置的典型效能——成本區(qū)分，但分層運(yùn)作也會(huì)更復(fù)雜。

　　少數(shù)廠商的自動(dòng)分層功能，如EMC VMAX的FAST VP與普安ESVA的Automated Storage Tiering，還能支援最多4個(gè)分層，分層上又更細(xì)緻，但架構(gòu)與運(yùn)作相對(duì)會(huì)變得十分復(fù)雜。

　　分層最細(xì)緻的是Dell Compellent Storage Center的Data Progression自動(dòng)分層技術(shù)，Data Progression也是3層式的架構(gòu)，但區(qū)分方式與眾不同。自Storage Center OS 6.4版以后，Data Progression採取由SLC SSD、MLC SSD與傳統(tǒng)硬盤構(gòu)成的3層架構(gòu)，前2層分別是兩種型式的SSD，所有傳統(tǒng)硬盤則歸到第3層。藉由這種獨(dú)特的同時(shí)採用2種SSD架構(gòu)，Data Progression設(shè)定由寫入效能優(yōu)越的SLC SSD來承擔(dān)所有寫入I/O，而由可兼顧高讀取效能與成本的MLC SSD來承擔(dān)高讀取I/O，搭配低成本傳統(tǒng)硬盤來存放低I/O負(fù)載的資料。

　　除了依照磁盤裝置類型分為基本的3層外，Data Progression在每一儲(chǔ)存層內(nèi)還可依照RAID型式與組成RAID群組的磁盤數(shù)量等，進(jìn)一步畫分更細(xì)的分層，Data Progression這種在大分層內(nèi)又夾有小分層的架構(gòu)，在當(dāng)前的分層儲(chǔ)存技術(shù)中也是獨(dú)有的，其他廠商大多只允許在每個(gè)儲(chǔ)存層中使用1種RAID群組。

　　分層作業(yè)的粒度

　　自動(dòng)分層儲(chǔ)存功能執(zhí)行存取行為分析與資料搬移時(shí)，所採用的「粒度(granularity)」，也就是容量單位，一般來說是越小越有利，以幾百KB為單位的區(qū)塊來執(zhí)行搬移作業(yè)，顯然比以數(shù)GB為單位的整個(gè)Volume或LUN更為理想，不僅消耗的資源較少，也能達(dá)到更高的儲(chǔ)存資源配置效率，也能更精確地遷移那些真正需要遷移的資料區(qū)塊。

　　在一個(gè)數(shù)十或數(shù)百GB的Volume或LUN中，經(jīng)常被存取的通常只是其中一小部分的區(qū)塊，因此在執(zhí)行資料分層遷移作業(yè)時(shí)，若自動(dòng)分層儲(chǔ)存系統(tǒng)能以更小的區(qū)塊作為單位，便能更精確地將真正經(jīng)常存取的那些區(qū)塊、保留在高效能儲(chǔ)存區(qū)域上，其余部分則遷移到低價(jià)的儲(chǔ)存區(qū)域保存，從而更有效率的使用儲(chǔ)存空間。如果粒度較大，則在遷移資料時(shí)，很容易會(huì)連帶搬動(dòng)到不需要遷移到資料區(qū)塊，以至造成儲(chǔ)存資源的浪費(fèi)。

　　但另一方面，若運(yùn)作的精細(xì)度越小，則系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)須追蹤的區(qū)塊數(shù)目與相對(duì)應(yīng)的metadata也越多，相對(duì)也更會(huì)增加控制器的負(fù)荷。

　　目前的自動(dòng)分層儲(chǔ)存技術(shù)都是屬于「Sub-LUN」或「Sub-Volume」等級(jí)，也就是可以比LUN或Volume更小的單位，來執(zhí)行資料遷移作業(yè)，不過彼此間差異甚大，粒度最精細(xì)的可以到數(shù)百KB或數(shù)MB等級(jí)，如Dell Compellent的Data Progression(512KB～4MB)、普安的Automated Storage Tiering(256KB～2MB)，以及EMC VMAX的FAST VP(7.5MB)等。

　　比較常見的粒度是數(shù)十MB到上百M(fèi)B等級(jí)，如HDS的Hitachi Dynamic Tiering(32MB與

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