低端存儲拼價格，中端存儲拼功能，那么高端存儲拼什么？當然是架構。5月8日，浪潮正式推出新一代高端存儲AS18000，滿足了關鍵業(yè)務對高性能、高可靠性、高可擴展性的核心需求，而這一切的基礎就是其獨特的架構業(yè)內領先的全共享交換架構iMatrix。

談及架構設計，對于高端存儲系統(tǒng)來說，就像摩天大樓的建筑結構設計，不同的結構決定了建筑的安全性、耐久性和適用性。所以，高端存儲的架構設計將對產(chǎn)品的性能、可靠性、可擴展性起到?jīng)Q定性作用。

　　全共享交換架構iMatrix

俗話“外行看熱鬧，內行看門道”。對于高端存儲來說，這個門道就是架構。高性能、高可靠和可擴展性是所有高端存儲面臨的“三角”難題，也是成為衡量高端存儲技術領先性的重要指標。如何在三者之間取得均衡，對于廠商和用戶來說都是一道難題。那么，高端存儲架構經(jīng)歷了怎樣的演進呢？浪潮全共享交換架構iMatrix又是如何重新定義新一代高端存儲架構的領先性呢？且看下文分解。

黃色方塊代表控制器，淺藍色方塊代表緩存，深藍色方塊代表存儲介質，白色方塊代表交換，線條代表線纜

多控高端存儲演進

先回顧一下存儲架構過去幾十年的發(fā)展歷史。高端存儲是在大型機、小型機出現(xiàn)后，隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的持續(xù)增長需求開始出現(xiàn)，自從問世就一直承擔著IT應用中的最核心的業(yè)務數(shù)據(jù)的存儲、管理。其中，基于開放系統(tǒng)的高端存儲系統(tǒng)出現(xiàn)的時間已接近20年。按時間順序，高端存儲架構經(jīng)歷了從總線架構到交換式架構、矩陣直連架構、分布式架構、全共享交換式架構的演進歷程。浪潮AS18000的推出將高端存儲架構定格在新一代全共享交換架構?？梢赃@樣說，浪潮AS18000采用的新一代全共享交換架構的iMatrix融合了前幾代架構的優(yōu)勢，既充分發(fā)揮了交換架構的高可靠優(yōu)勢，又使得分布式架構的高擴展優(yōu)勢得以全面施展。浪潮AS18000為高端存儲的可靠性、擴展性、性能、延遲等指標樹立了新桿桿。

1.總線架構：擴展性差，總線資源爭用

目前，已經(jīng)沒有廠家再采用總線交換式的架構。EMC和HDS的早期產(chǎn)品都曾經(jīng)采用過這種架構。該架構的缺點是可擴展性不強，且由于基于總線，存在總線爭用，造成數(shù)據(jù)訪問效率受到影響。

2.交換式架構：時延大，資源爭用

交換式的架構通過交換ASIC將前端和后端連接進行數(shù)據(jù)交換。交換式架構具有更好的可擴展性，但要解決減少交換時延和交換爭用等問題。目前，在全球仍有高端存儲廠商在采用該架構。

3.矩陣直連架構：不易擴展，布線復雜

該架構的前端和后端采取矩陣式直接連接方式，缺點是可擴展性很差，同時由于連接信號線數(shù)目眾多，在一定程度上給布線和維護帶來了困難。EMC的DMX-4就是采用基于矩陣直連式的存儲陣列架構。目前，EMC在VMAX高端存儲上已經(jīng)棄用該架構。

關于矩陣直連式架構的誕生，在這里給大家講個小故事，據(jù)說當年研發(fā)出交換式架構的廠商對該架構申請了技術專利。這樣就讓競爭廠商沒有辦法采用，只得放棄交換式架構另辟蹊徑，轉而將每個需要通信的部件全部用線連起來，確保架構的應用能力，并且規(guī)避專利版權問題。這就是矩陣直連式架構的由來。

矩陣直連架構的優(yōu)點是：數(shù)據(jù)響應敏捷、時延低，因為不用經(jīng)過交換機。缺點也顯而易見：擴展性差?？梢韵胂螅吭黾右粋€控制器，都會帶來線纜的大量增加，給產(chǎn)品設計帶來不小的挑戰(zhàn)，也增加了項目實施和運維的復雜度。

4.分布式架構：非全共享模式

分布式架構將串行延遲降至了最低，使得系統(tǒng)獲得了理論上最高的加速比。由于該系統(tǒng)的所有資源，包括計算資源、內存資源、磁盤資源都足夠分散，因此資源爭用的可能性極小。分布式系統(tǒng)具有更好的性能、可擴展性，同時也擁有更低的成本。

然而，這種架構也存在一些不足，分布式架構在系統(tǒng)內部保持了一個較高的數(shù)據(jù)冗余保證，但是在主機到存儲的鏈路層，缺少更高層次的可靠性保證機制；在關鍵業(yè)務應用環(huán)境中，只保證了數(shù)據(jù)的高性能、高可靠的內部存儲，沒有提供更高可靠性的數(shù)據(jù)IO服務。

目前，市場上最新一代高端存儲陣列HP P10000、EMC的VMAX等高端存儲都在采用這種全分布式架構。

5.全共享交換架構iMatrix：高可靠、高性能、高擴展

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的影響下，用戶要迎接新時期的“關鍵業(yè)務+”的挑戰(zhàn)，首先就需要一個高可靠、高性能和靈活可擴展的核心業(yè)務架構。浪潮新一代全共享交換架構iMatrix，包括主機層、控制器層、存儲層三層全共享交換，提供了領先的高可靠、高性能、高擴展等關鍵存儲特性，代表著高端存儲架構設計未來的發(fā)展方向。

　　關鍵存儲系統(tǒng)

基于iMatrix架構的浪潮AS18000高端存儲與天梭K1構成浪潮“計算+”戰(zhàn)略的核心應用引擎。浪潮AS18000為客戶提供“7個9”的方案級可靠性、600萬IOPS（約每秒承載60萬筆業(yè)務）的高性能、16個控制器和7680個硬盤驅動器的高擴展能力。

目前，iMatrix具有業(yè)界最強的容錯能力，提供了從容忍三控制器故障、三引擎故障到容忍三站點故障的系統(tǒng)架構保障?；谛乱淮叨舜鎯軜嫷腁S18000毫無疑問將成為用戶核心業(yè)務的強大支撐，讓用戶的核心數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠輕松應對關鍵業(yè)務帶來的諸多挑戰(zhàn)。

浪潮AS18000通過32路存儲冗余鏈路和智能化的IO調度策略，可實現(xiàn)高端存儲鏈路、控制器、存儲資源的自動負載均衡?；谇岸薖CIe 3.0全交換，浪潮AS18000可構建全局緩存資源池，充分發(fā)揮每個控制器的性能，達到目前業(yè)界最高的600萬IOPS和小于1ms延遲。通過后端SAS 3.0全交換，浪潮AS18000可構建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享資源池，實現(xiàn)每一塊數(shù)據(jù)對每個前端控制器可視。

iMatrix架構讓浪潮AS18000充分發(fā)揮了前后端交換組件的最大性能，可實現(xiàn)768GB/s的雙向均衡帶寬，達到小于1ms的低延遲，滿足關鍵業(yè)務對數(shù)據(jù)響應速度和數(shù)據(jù)一致性的高要求。

在極端情況下，16個控制器只要還有一個控制器“存活”，也可確保數(shù)據(jù)的可訪問性?？梢哉f，iMatrix具有數(shù)倍于其他廠商高端存儲的容錯能力，能夠實現(xiàn)“6個9”的系統(tǒng)可靠性和“7個9”的方案級可靠性。