【識變:主板三國】第二回 江南孫氏的逆襲

曹PU的痛

三國演義中,最讓曹操頭痛的就是江南孫家,本來孫家部隊哪有曹操兵多將廣,能征善戰,統一也就是分分鐘的事情。可偏偏隔著一條要命的長江,曹操不會水戰,真的把大兵壓上去,贏一定贏,可士兵也不是充話費送的,損失也承擔不起呀。

CPU在本劇中飾演曹操,外號曹PU,可真算得上是本色出演。

這個頭痛病,曹PU也有同感,主板國上,什麼芯片的地盤都好吞併,唯有存儲,主流的機械硬盤,那根本就不是半導體工藝能搞定的,要個數據要等硬盤慢慢地驅動電機把磁頭推到適當的磁道,再把盤片轉到指定的扇區,才能讀出數據,這個效率實在是等不及呀等不及。

江南孫氏家族

是時候看看江南的狀況了。

既然存儲英文是Storage,那麼自然由他來飾演同為S家族的孫家。孫家的創業史也不輕鬆,歷經孫堅、孫策和孫權三個時代,自然,也各自引領三個不同的存儲時代。

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孫家父子引領三個存儲時代

本地存儲時代

正如孫堅死忠於匡扶劉漢事業,本地存儲對支撐系統的運行可謂不遺餘力。

我們就把本地存儲時代的存儲稱為“孫存堅”吧

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本地存儲時代,計算是系統中心,存儲為計算服務

在本地存儲時代,存儲的任務就是為系統提供大容量,廉價的持久化數據,然而,孫存堅為了系統的高速可靠運行,一心付出,從不計較得失,他的口號是:

  1. 扶危救難,為你守候 - 作為系統中唯一非易失的設備,在系統遭遇斷電而“江山岌岌可危”時,孫存堅凜然站出來“拯救”;

  2. 你要一瓢飲,我給弱水三千 - 為了支撐系統高性能計算的需求,面對飢渴的處理器,孫存堅不辭辛勞,常常為處理器提供比當前需要的還多的多的數據,就是為了讓處理器在需要鄰近的新數據時,也許正好上次讀數據時順便一起帶來了而不必等待,這就是高速緩衝;

  3. 加倍努力,只為萬無一失 - 為了防止數據讀寫出錯,多塊盤一起寫,互為校驗,一旦出錯,馬上能恢復,這就是RAID啦。

然而,隨著互聯網的普及,數據量迅速地膨脹,終於使得孫存堅引領的本地存儲時代無力支撐。

自此家業交給了孫家二代——孫存策,存儲進入新時代

集群存儲時代

“小霸王”的名號可不是白得的,孫存策面對海量的數據,一改他父親孫存堅的做法,通過集群的方式解決大量數據存儲的問題,從此進入集群存儲時代。

大型數據中心採用集群存儲方式,大量服務器裝入機架,通過高性能網絡連接形成集群,擁有專門為存儲優化的系統硬件和管理系統,使得整個數據中心,成為一個超大的高性能“硬盤”。

在數據中心,存儲成為中心,所有的處理器、系統、軟件等都是為存儲服務的

數據中心,就是孫存策的地盤,他已自立為王!

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在數據中心,計算為存儲服務

然而,好景不長,平定江東的孫存策遇到了新的難題,大數據時代來臨!

大數據時代

大數據時代,僅僅是靠堆疊存儲服務器解決數據量大的問題是遠遠不夠的。數據源源不斷地產生,還需要隨時訪問處理。數據中心雖然能夠提供高帶寬的數據訪問端口,但由於存儲服務器空有處理器卻不參與存儲,應用服務器擁有高性能計算配置卻沒有數據,計算與存儲相互分離,在大數據時代頻繁的數據計算和訪問需求下,傳輸成為系統瓶頸,導致計算資源浪費、傳輸資源過度消耗,效率低下。


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傳統分佈式存儲計算架構

在大數據需求的猛烈衝擊下,小霸王孫存策終於倒下了,他把江東留給了他的弟弟 —— 孫存權

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大數據時代計算與數據不可分割


可是,孫存權也很崩潰啊,哥哥你那麼厲害都搞不定,我能怎麼辦啊~

孫存策在最後關頭向弟弟面授機宜:內事不決問張昭,外事不決問周瑜。

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張昭 - 周瑜

張昭在孫家已是“三朝老臣”,正如機械磁盤在存儲中的地位,雖然老了,地位卻無法撼動。

那麼,我們把他叫做 —— 張磁昭

周瑜是江東後起之秀,智勇雙全,性能無雙,那必須是存儲界的“閃存”才能配得上這個角色。

好了,那我們有了一個重要人物 —— 周閃瑜

於是,孫存權接受了江東地盤後,瞬間有了左膀右臂:

張磁昭精於廉價、穩定的機械硬盤方案,凡是需要大量數據存儲這種分內之事,張磁昭用機械硬盤盤陣都能輕鬆應付。

周閃瑜擅長高性能、低功耗的閃存固態盤方案,凡是大數據時代需要高性能訪問這種與計算打交道的新需求,周閃瑜應該是可以依靠。

可是,孫存權沒有料到的是,張磁昭與周閃瑜不和。

我們先看看周閃瑜的成長史。

閃存發展史

周閃瑜的發家可謂是一個加速跑過程。儘管閃存仍然是在微電子工藝下加工,但由於加工工藝與處理器所用的CMOS邏輯電路不同,因此並不跟隨摩爾定律的發展。

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閃存發展史

1987年,是日本人發明了NAND Flash,也就是我們所說的閃存,剛開始的時候只是在一些小的電子設備中使用,用量並不大,直到世紀之交,幾個年輕人從國外回來,發明了U盤,併成立了朗科公司,從此,U盤的基礎專利落戶中國,也因此朗科收了老外好多年的專利費。U盤的出現讓周閃瑜開始迅速發展:

  • 首先取代的是軟盤,這種容量只有1.44MB,塊頭5寸,比現在硬盤面積還大。2003年,Apple和Dell的電腦產品開始取消軟驅配置,軟驅正式退出歷史舞臺。

  • 然後取代光驅,光驅使用並不方便,起初因容量能到600MB甚至4GB,而且以只讀為主,所以稱為安裝軟件的存儲介質,U盤容量上去後,光驅也迅速被U盤取代,2010年,蘋果電腦第一次標配將U盤作為系統安裝盤,光盤也基本退出歷史舞臺。

  • 終於輪到硬盤(張磁昭)了,2007年開始,Dell的筆記本開始標配固態盤,容量僅有32GB,但這宣告了周閃瑜正式向張磁昭發起挑戰,他們從此結了怨。

記者:請問長史張磁昭,面對有勇有謀的周閃瑜那咄咄逼人的攻勢,您有沒有擔心將來有一天他會取代您成為孫家第一重臣呢?

張磁昭:(捋須鎮定微笑)你說小周啊,年輕人身體好,運氣也好,我還很想提拔他呢,可是有幾個弱點難當大任呀,首先是“嘴上無毛辦事不牢”,讀寫個幾次就要出錯,如今存儲這麼重要的家業,出錯可是會影響主公的形象啊!其次就是,成本太高,主公的錢也不是白撿的,都讓小周去折騰,非得把家底折騰光不行。所以你看,可不是我倚老賣老壓著他呀。讓他在筆記本、家用機那種娛樂的設備上玩玩就好了,正兒八經的場合,還得我老張。

記者:請問都督周閃瑜,張長史覺得您不堪重用,您覺得要能夠與張長史同臺競技,還需要多長時間呢?

周閃瑜低首詭異一笑,並沒有回答,自顧自小聲唱起了歌:你問我,何時歸故里,我也輕聲地問自己,不是在此時,不知在何時,我想大約會是在——夏~季~。

為了調和二人的矛盾,孫存權打算在2013年夏天開一個團結的大會,和諧的大會(閃存峰會,Flash Memory Summit 2013)。為了那個“夏季”,周閃瑜開始苦練內功,要把自己的成本降下來,容量提上去,他用了兩個辦法:

  1. 多值存儲:周閃瑜存儲單元是帶有浮柵的MOS管,浮柵就像控制開關,是否存上一些電子,會導致這個MOS管是通或是短,這些電子在浮動的柵極上保存,沒有高壓是出不去的,所以斷電也不會丟失。這樣每個MOS管就能存1個比特的數據。為了提高容量,寫入時仔細調節電子的數量,使得MOS管能夠有“關/開一點/開多些/完全開”四種狀態,這樣一個MOS管就可以存2個比特數據了,稱為MLC。進一步呢,如果能夠精細控制為八種狀態,就可以存3個比特,稱為TLC,這樣,儘管陣列大小沒變,容量就可以翻番。

  2. 多層存儲:一個小區想多住幾家人,就把平房改成樓房,這樣人口密度就大了,周閃瑜也懂得這個道理。由於硅片上沒辦法往上蓋樓房,可是可以往地下挖地下室呀,住的條件差點沒關係,住的人多就贏了。於是開始用硅通孔技術往下挖,層數越多,容量就越大,成本就會越便宜,這個技術就稱為3D NAND

【識變:主板三國】第二回 江南孫氏的逆襲

2013年閃存峰會,多家公司宣佈3D NAND技術量產

會議如期召開了,三星海力士宣佈3D NAND技術成功量產,而且三星還在西安建廠,開始批量生產32層的閃存,與此同時,一些大的存儲服務器廠商開始製作純閃存盤陣和混合盤陣。

周閃瑜滿面春風但謙虛的說,還是要向張長史這樣的老同志學習,不能奢侈,便宜還是硬道理;

張磁昭也笑容滿面地說,小周,你長大了,速度快,我們老朽跟不上了,來幫我一起為主公支撐天下吧。

看著二人和解,孫存權拉著兩人的手樂開了花,你們就是我的左膀右臂,大數據時代來了,需要容量時,張長史頂著,需要性能時周都督扛著,要是又要容量又要性能,那你們一起上!

這個夏天之後,閃存正式成為存儲家族的一員,這一年發生了大量的收購事件,目的只有一個,爭搶閃存存儲技術,避免未來出局。

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2013年存儲界發生大量的收購事件

還有三個更重磅的收購需要單獨提出來,因為涉及到掌握最前沿的PCIe閃存存儲卡技術的兩個公司。

【識變:主板三國】第二回 江南孫氏的逆襲

Virident和FusionIO兩個2006年同時創建的高性能閃存卡公司均落入西部數據袋中

也正因如此,西部數據一騎絕塵,把老對手希捷遠遠地甩在了後面。

兵精糧足,嚴陣以待

經過三代主公的發展,周閃瑜的迅速成長已使得南方有了脫胎換骨的轉變,面對高性能的計算壓力,南方已是兵精糧足,嚴陣以待。

然而,他們真的能夠抵擋北方曹PU的進攻嗎?

欲知後事如何,請聽下回分解。


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