EMC电闪Fusion-io 雷鸣大反攻

CNET科技资讯网 2月7日 ZDNET专稿（文/张广彬）今天凌晨，EMC正式推出之前被称为“闪电计划”（Project Lightning）的VFCache PCIe闪存卡。去年EMC World上宣布闪电计划的EMC信息基础架构产品事业部总裁兼首席运营官帕特基辛格（Pat Gelsinger）再次出马，并毫不隐晦地表露了与Fusion-io一较高下的决心。

作为存储行业的龙头老大，坐拥200亿美元的年营业额，为何要与一家刚刚IPO半年多、年营收还不足4亿美元的小公司过不去呢？

我们知道，云计算的概念出现之后，“去IOE化”成了一些用户和新兴公司常用的口号。对Fusion-io来说，IBM和Oracle都是紧密的合作伙伴，EMC才是其要去除的对象。不过，“蚍蜉撼树”真有那么容易吗？

以Oracle数据库为代表的关键业务应用，经常配备具有成百上千个硬盘驱动器的EMC外部存储系统，不是为了巨大的容量，而是每个硬盘驱动器那几百个IOPS（I/O per second，每秒I/O操作数）。这种靠堆叠硬盘驱动器来获得I/O性能的做法，在动辄就有成千上万IOPS的SSD（Solid State Drive，固态盘）面前，效率无疑是十分低下的。

2个Fusion-io的ioDrive PCIe闪存卡取代220个硬盘驱动器，如果左侧的SAN是EMC的外部存储系统，右侧就是“去EMC化”的例子

EMC很早就意识到了SSD的威胁，从2008年初即开始在其Symmetrix高端存储系统中采用STEC的FC接口SSD，很快扩展到中端的 CLARiiON家族。IOPS是上去了，但是闪存介质与数据库主机（服务器）之间还隔着FC/SAS驱动器接口、RAID控制器、光纤/以太网交换机和 HBA卡等漫长的路径，响应时间不能令人满意，整个存储系统的体积和能耗也依然是个大问题。

在这种情况下，Fusion-io的PCIe闪存卡就体现出了优势：直接连到服务器的PCIe总线上，（理论上）闪存芯片与CPU之间只有控制器这么一个中间环节，响应时间大为缩短。更为重要的是，如果数据库的容量不是很大，服务器里面只要插1至几块PCIe闪存卡就够了，完全不需要外部存储系统 ——也就是说，至少“去E”是可以实现的。

I/O路径的缩短，造就了Fusion-io在响应时间上的优势

面对PCIe闪存卡这种以内部存储取代外部存储的颠覆性技术，EMC单靠在外部存储系统上下功夫，是无法化解的。明智之举是“师夷长技以制夷”，即也进入PCIe闪存卡市场，同时与自己优势的外部存储系统相结合，才能打败Fusion-io及其追随者。

这，就是“闪电计划”的由来。

“闪电计划”从一开始，就强调EMC的PCIe闪存卡与外部存储系统相结合的优势。但明眼人不难看出，PCIe闪存卡及其软件才是“闪电计划”的灵魂，而今天的发布会也是以VFCache PCIe闪存卡为主角，更证明了这一点。鉴于Fusion-io去年借FaceBook与Apple概念高调IPO，已经成功在大众心目中树立起PCIe 闪存卡代言人的形象，VFCache站在“巨人的肩膀上”搭搭便车，也是情理之中。

那么，VFCache与Fusion-io的ioDrive家族有多么“针尖对麦芒”呢？我们不妨从硬件和软件的层面来对比一下。

PCIe闪存卡：容量不足如何补？

作为一家典型的系统厂商，EMC一早就表态不会自己做PCIe闪存卡的硬件，美光（Micron）的RealSSD P320h也随后进入了大众的视野。经过半年多的变迁，P320h的外形也从全高半长（FHHL）进化到了更为紧凑的半高半长（HHHL），以便更好的与 Fusion-io的ioDrive2相竞争——全高的话，就要与MLC的ioDrive2 Duo拼容量了，那可是大大的不利。

美光P320h，去年流传的规格是全高（上），如今是半高（下），通过堆叠NAND闪存芯片减小板型

饶是如此，由于P320h采用34nm制程的SLC NAND闪存，比ioDrive2的25nm SLC落后了一代，所以容量上仍处于下风。至于为何不用MLC NAND，EMC的官方说法是SLC可以满足缓存工作负载对性能和耐久性的要求……

EMC VFCache vs. Fusion-io ioDrive2，PCIe ×8使前者在带宽上占据优势，但未必能在实际应用中体现出来

话虽这样说，EMC同时也公布了将通过更大的容量（P320h已经有700GB的型号，可用容量600GB）和MLC NAND提供更多的选择。如果说这还不足以追上Fusion-io，那么计划中的重复数据删除支持，将有可能大幅度提高VFCache的容量利用率（同样的容量，缓存更多的数据）。

年前笔者采访Fusion-io CEO David Flynn时，他坚定地表示Fusion-io是一家系统厂商，而不是美光或LSI那样的部件级厂商。对此笔者在文章中表示，无论如何，很难想象 Fusion-io会选择其他厂商供应的PCIe成品卡，毕竟软硬件紧密集成对Fusion-io这样产品线相对单一的小厂商，是非常重要的。

VFCache路线图，未来将加入重复数据删除技术，更紧密的阵列集成，分布式缓存一致性（用于双活集群环境），还有更大的容量、MLC闪存、夹层卡等新外形规格

在这点上，EMC的选择面显然更宽，目前VFCache的硬件来源是美光和LSI，将来不排除增加其他供应商。不过，可能是LSI的PCIe卡架构不够先进的缘故，在发布会上只提到了美光的P320h。众所周知，ioDrive系列要占用一定比例的内存空间来进行闪存管理等工作，而EMC宣称，因为将闪存管理卸载到PCIe闪存卡上，所以VFCache对服务器CPU的开销要低于Fusion-io。

小结

劣势：相对较小的容量，尚不支持MLC，是VFCache目前不及Fusion-io之处，但是EMC已承诺解决。
变数：与Fusion-io相比，EMC可以选择PCIe闪存卡的来源，但对于产品规格的控制能力也就没有那么强，这可以说是一把双刃剑……
优势：EMC在重复数据删除技术上的功力深厚，一旦用于VFCache，当能领先于Fusion-io。

应用领域：关键业务先行，虚拟化靠后

在前面列出的与Fusion-io的参数对比表中，EMC选择了最新的ioDrive2，还算厚道。但是在参数中，EMC有意略去了写IOPS，却是为何？

很简单，因为Fusion-io的主要使用模式是把所有需要访问（读/写）的数据都存储在PCIe闪存卡中，而不依赖外部存储设备。EMC显然不能这么干，否则自己的存储系统怎么办？

所以，正如VFCache这个名字显示的，它被作为外部存储系统的缓存使用。也就是说，在服务器操作系统中安装的VFCache驱动程序控制下，读取数据时首先从VFCache PCIe闪存卡的存储空间中寻找，如果没有找到，再去访问与服务器相连的EMC外部存储系统，找到数据并完成访问请求后，再异步写到VFCache PCIe闪存卡上。写入数据时则直接写到EMC外部存储系统上，然后异步更新VFCache PCIe闪存卡上的内容，目的同样是保证其中的数据为最新。

VFCache的访问模型

不难看出，VFCache只能加速读访问，写访问则直接落实到外部存储系统上，是一种Write through（写通）模式。这样虽然写访问没有得到闪存的加速，但可以避免数据的丢失（通常外部存储系统的数据保护机制要比单一的PCIe闪存卡完善），所以EMC称之为数据保护。

VFCache只加速读性能（缩短延迟/响应时间）

不过，Fusion-io也有类似的工作模式。与ioDrive配合使用的directCache软件，同样采用Write through，但支持的后台存储类型更为丰富，包括磁盘和磁盘分区、硬件RAID卷和软件RAID卷、iSCSI和FC LUN。反观VFCache，与EMC外部存储系统的紧密集成本应是其优势所在，但目前后者还不能识别VFCache，进一步集成是下一阶段的任务。

VFCache的主要应用场景是以数据库为代表的各种交易型应用，读访问占的比例较大，与其缓存的定位十分吻合。这一市场也是受Fusion-io冲击最大的领域，通过VFCache改善性能，可以保护EMC的外部存储系统不被PCIe闪存卡踢出局。

VFCache在vSphere环境中

服务器虚拟化和VDI（虚拟桌面架构）是EMC的另一大市场，而且也对随机I/O性能有较高的要求。VFCache支持虚拟化环境（vSphere 4.1和5.0），但主要是支持其中的虚拟机上的应用。由于VFCache还不支持在不同服务器上的PCIe卡之间转移数据，所以不允许虚拟机的 vMotion，而Fusion-io的ioTurbine软件是允许在物理主机之间做vMotion的。

Fusion-io ioTurbine软件对虚拟化环境的支持更好，特别是vMotion，宜多加推广

当然，典型的VMware环境需要外部共享存储设备，在这点上EMC的外部存储系统仍然是有优势的。但从长期来看，VFCache还是需要增强对虚拟化环境的支持。

小结

劣势：只支持EMC存储，却尚未显现优势；对虚拟化环境的支持有待完善。
利好：将提供双活（Active-Active）环境所需的分布式缓存一致性功能；增强阵列集成，包括VMAX和VNX的管理集成。

总的来说，现在的软硬件规格上，VFCache还不如Fusion-io，但假以时日，前景殊未可知……

合作伙伴：渠道为重！戴尔之痛？

渠道合作伙伴是Fusion-io与VFCache今年共同的发展重点，但前者主要是求增长，后者则多少有些不得已而为之。

PCIe闪存卡用在服务器中，广泛的服务器支持是必不可少的。在大牌的服务器厂商中，VFCache不仅与ioDrive一样支持Dell、HP和 IBM，还多了思科（Cisco）。可是，Dell、HP和IBM都转销Fusion-io的ioDrive，VFCache却还没有签下一个OEM协议。

VFCache的兼容性列表对EMC存储的用户是很有价值的

道理再简单不过：VFCache卖的不仅仅是一个PCIe闪存卡，还要结合后端的EMC外部存储系统。可Dell、HP和IBM都有了自己的存储业务，谁会甘心帮EMC卖存储？

所以，强调“广泛的服务器支持”，对已经在使用EMC外部存储系统的用户更有意义。指望渠道合作伙伴在销售服务器时带上VFCache乃至EMC存储，不是不可以，但颇有难度。至少站在VFCache的角度来看，与戴尔分手确实是EMC的一大损失。

好在还有思科。思科和EMC是VCE联盟的盟友，搭载VFCache的UCS迟早会出现在Vblock中。不过UCS的C系列在机架式服务器市场上的份额有限，而刀片式的B系列又不能插常规的PCIe闪存卡。EMC显然也考虑到了这一点，适用于刀片式服务器的夹层卡已经在计划中。

继闪电计划之后，雷声（雷霆）计划将于2012年第二季度实施

除了夹层卡之外，EMC还将在第二季度推出另一项适合刀片式服务器的产品——全闪存阵列，代号“雷声计划”（Project Thunder）。

闪电之后，必有雷鸣

在介绍“雷声计划”（Project Thunder）时，基辛格以“闪电之后，必然伴有雷声”开始。笔者当时心里却立刻想到《赛车总动员》里闪电麦昆对其竞争对手所说的：知道你为什么叫雷声么？因为总在闪电后面……

从内到外，闪存的延迟逐渐递增……基辛格表示，高转速（15K乃至10K RPM）硬盘将会消失

从响应时间的角度来看，外置的全闪存阵列还是不如PCIe闪存卡，尽管雷声计划采用了高速的Infiniband和以太网（至少万兆，EMC宣称测试了40G iSCSI）并支持RDMA。不过，这种2U/4U设备内置最多15个PCIe闪存卡（类似于VFCache的硬件），具有更高的IOPS、可扩展性，并且能够被多台主机共享（对刀片式服务器支持更好），至少vMotion不再是问题。

雷声（雷霆）计划的软硬件概况

更重要的是，雷声计划意味着EMC又进入了一个新的市场，将会对以Violin Memory（HP的OEM供应商）和Texas Memory Systems（TMS）为代表的全闪存阵列厂商构成威胁。从（服务器内置的）PCIe闪存卡、全闪存阵列到外部存储系统中的闪存驱动器，EMC提供了业内最为完整的闪存产品覆盖。完整的外部存储产品线是过去几年中EMC保持高速增长的主要动力，在闪存领域复制这一做法，会对市场带来怎样的影响呢？让我们静待滚雷响过吧……