【观察】当VMware vSAN遇见英特尔，释放傲腾技术创新红利

加速数据中心云化转型！...





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我们知道，超融合自诞生以来，几乎很快就赢得了市场各方的认可，并从一个相对较小范围的应用领域，成长为目前企业构建软件定义数据中心，乃至未来实现多云管理架构中一个重要的基础设施支撑平台。

其中，VMware vSAN更是凭借其内生vSphere内核、支持众多企业级关键应用以及众口皆碑的企业级特性等优势，在众多超融合方案中脱颖而出，独占全球超融合市场份额头号交椅。但随着超融合逐渐向关键业务中的重负载应用领域渗透，这些重负载应用对于容量、延时和成本的要求也对超融合提出了全新的挑战。

基于此，VMware与英特尔展开联合创新，将英特尔傲腾SSD作为新的缓存层进行使用，低延迟与高寿命两点与vSAN新特性结合，使得数据在高速缓存往下写进容量层的时候将双方的优势发挥得淋漓尽致，不仅释放出了新一代超融合的创新红利，同时对整个数据中心往云化转型也提供了坚实的支撑。日前，在英特尔与合作伙伴共同举办的《傲腾大师课》上，VMware超融合产品事业部高级产品客户经理管琨和英特尔非易失性存储事业部资深存储架构师宫兴斌，就为我们详细讲解了英特尔傲腾在VMware vSAN中的实际应用表现，并分享了双方在联合创新中的“幕后故事”。毫无疑问，超融合是过去几年数据中心领域增速最快的市场之一。根据IDC公布的《2020年第一季度中国软件定义存储和超融合（HCI）系统市场报告》显示，在疫情影响下，一季度国内超融合市场依然保持了10.5%的平均增长率，市场规模达到2.13亿美元。同时，IDC预测2020年中国超融合市场有望冲击12.6亿美元，到2024年则有机会达到24.8亿美元。

超融合系统之所以如此“受宠”，背后的重要原因，是超融合正在成为软件定义时代下承载业务创新的重要平台之一，但随着超融合系统的快速发展，整个市场也出现了新的变化，具体体现在：

一方面，超融合场景正从企业边缘业务逐渐向关键业务渗透。过去几年，超融合已经在边缘和敏态应用场景中验证了其稳定性和可靠性，但超融合的应用范围绝非限于此，其正在进一步扩大应用范围，逐渐进入企业核心关键应用，对主流数据库、ERP以及其他企业关键应用等均有良好的支持，不过这些关键业务中的重负载应用也给超融合带来很多复杂的挑战。

另一方面，AI和大数据成为推动超融合进一步扩张的新驱动力。在云计算、大数据、云原生应用乃至人工智能不断发展的今天，对数据“取、存、管”的新要求，在为超融合带来了极大市场增长空间的同时，也让超融合系统在数据中心基础设施中扮演的角色提出了更高的期待。

对此，管琨表示：“随着数据中心的云化演进，底层传统存储架构也正在被软件定义存储取代，应用层的软件定义的超融合架构也逐渐向关键的重负载应用领域渗透。以vSAN为例，很多客户就将vSAN应用到关键业务中的数据库和VDI应用中，这两种场景我们通常都会推荐客户要用到全闪存节点来做部署。”

在他看来，VMware vSAN的最大特性就在于，它能够将内建的SSD和HDD跨节点的打通，形成一个软件定义的DataStore的资源池，并通过与vSphere的深度集成，形成了一套有别于现在市面上其他超融合方案以及SDS方案的超融合系统，其能够让主机CPU和IO开销最小化，并能够提供最简单、最有效、优化的IO路径，同时每个主机上可以运行更多的VMs，同时也能获得十分稳定的性能。

但VMware vSAN本身有容量层和缓存层的区分，如果要承载更多的重负载应用，其对高并发、高吞吐、低延时以及容量和成本等方面就提出了更为苛刻要求。在此过程中，VMware vSAN也做了很多的探索与实践，如帮助客户从过去在昂贵的DRAM和大容量SATA接口的HDD盘之间如何权衡就做了很多的优化和实践，后续也基于NAND早期的SSD做了很多方案。不过即便如此，仍然满足不了市场中一些重载关键应用场景中所提出的要求。

为此，VMware基于英特尔傲腾技术专门针对内存受限的关键业务工作负载进行了重新优化，在为严苛的应用和工作负载提供更加充足的内存容量的同时，也真正解决了在性能关键型用例中DRAM成本和容量的限制，真正化解了重负载工作应用带来的全新挑战。那么，英特尔傲腾SSD为何有如此神奇的“魔力”呢？宫兴斌认为，可以从以下几个维度来做观察：

一是，英特尔傲腾SSD与NAND SSD有着本质的不同。具体来说，NAND SSD是以页面为基本单位进行读和编程操作，当SSD中没有新的块可以使用时，则需要对无效的块进行擦除以回收新的块供数据写入，这就是NAND SSD中常说的垃圾回收过程。擦除是以块为单位，一个块往往由几千个页面组成，每擦除一次则会带来严重的写放大，不仅加快NAND介质的擦写次数消耗，而且也会导致严重的性能损耗，而英特尔傲腾技术是采取按位寻址，就地写入的方式操作数据，不需要像NAND SSD进行“垃圾回收”，使得它可以在混合读写的工作负载下保持性能的一致性，有着更好的低延迟能力，另外也让它有着超高的写寿命。

二是，英特尔傲腾SSD能够提供一致性的性能。以随机写工作负载不断增加情况下进行读取操作的测试来看，可以看到NAND SSD是随着随机写工作负载的增加，其读取平均延迟也是在线性增加的，而且抖动非常的厉害，而英特尔傲腾SSD的表现却“始终如一”，这从另一个侧面也印证了英特尔傲腾SSD混合工作工作负载下提供的性能是非常一致的。

三是，英特尔傲腾SDD还具备更高的耐用性。测试显示，与典型的中等耐用性NAND SSD相比，英特尔傲腾SDD在每天满盘写（DWPD）的情况下，能够提供60个DWPD，而NAND SSD却只能提供3个DWPD，其耐用性相比NAND SSD就提高了20多倍，这也意味着英特尔傲腾SDD可以在固态盘的生命周期内写入更多的数据，同时也大大减少了后期的运维成本。

四是，基于英特尔3D Xpoint技术打造的产品可以适应不同工作负载场景中的需求。比如，它可以做成持久化内存（DCPMM）去解决内存容量瓶颈，容量从128G到512G，可以轻松解决一些对内存要求非常高的应用中内存不足的问题；此外基于同样材质打造的傲腾SSD，则可以作为最好的存储级内存(SCM)介质去解决存储端中的性能瓶颈问题。

在VMware vSAN具体的性能数据中，就能非常清楚的看到二者的区别——在容量层一定的情况下，当目标为部署一千IO Mark VM时，用NAND  SSD作为缓存层则需要6个节点，而用傲腾SSD作为缓存层仅需4个节点能够达到同样的目标，实现33%的存储整合，而每个节点上的虚机数提高了60%，而3年的总体有用成本却下降了25%。

由此可见，对比测试数据的差异充分展示了英特尔傲腾SSD在性能和成本方面的优势，对于企业用户而言，这组测试数据都切实的反应了无论前端负载对于写要求有多高，英特尔傲腾SSD都能满足整套系统的生命周期的需求，同时其在功耗和运维成本上，包括机房功耗的耗电、空调散热等方面，也能为企业客户减少大量的成本开支。

同样，管琨也感同身受的说：“VMware vSAN的存储介质分成缓存层和容量层，但当今天整个市场演变到全闪存之后，读缓存在容量层都变成SSD的情况下，也就丧失了过去其所承担的意义，缓存层的作用和价值变得更加的突显，这就需要它能够更加靠近DRAM数据层，成为写工作负载压力的重要承载，而英特尔傲腾SSD的应运而生，对化解上述挑战起到了重要的支撑作用。”事实上，双方的合作不仅局限于VMware vSAN，从VMware vSphere6.5开始，双方就基于英特尔傲腾SSD和傲腾持久化内存展开了一系列的创新。

据了解，在VMware vSphere中的虚拟机可以通过两种方法来使用傲腾内存：一种方式是vPMEM Disk (Virtual Persistent Memory Disk)，通过把傲腾内存映射成为一块虚拟硬盘提供给虚机使用，对虚机里的操作系统和应用透明，传统的操作系统和应用也都可以正常使用这种模式。

另一种方式是，vPMEM (Virtual Persistent Memory)，即傲腾内存被映射成为虚机中的非易失性内存 (NVDIMM)，这种情况下要求虚机中的操作系统能够支持 NVDIMM，然后把它映射成为存储设备提供给上层应用；如果是PMEM-aware应用的话，则可以在虚机里直接访问 vPMEM。

测试显示，傲腾内存对于VMware vSphere的应用性能提升还是很有帮助的，如果是PMEM-aware 应用，通过针对非易失性内存的优化，性能提升则可以实现更多。

不仅如此，为了更好的推进超融合深入的应用，双方此前还联手推出了第二版面向VMware vSAN的英特尔精选解决方案，该方案专门针对内存受限的工作负载进行了优化，大幅超越了上一代解决方案的性能，同样在释放傲腾技术创新红利的同时，也为企业构建全栈云平台提供了更为坚实的基础。

正如管琨所言：“两家公司一起联合创新，所希望达到的目的就是无限让底层架构更靠近数据，更靠近计算。未来基于英特尔傲腾技术和介质的不断进化，在加上VMware vSAN在数据备份、灾难恢复双活，以及机架级和站点级故障保护的全新这些特性，双方已经形成了一个非常强大的，可以承载关键业务工作负载的综合解决方案，相信可以更加有效的支撑数据中心的云化转型。”

全文总结，过去十多年来，VMware和英特尔携手提供了各种具有创新性的数据中心转型解决方案，而这种传统延续至今，相信未来基于英特尔傲腾SSD和傲腾持久化内存，双方还为会企业客户提供更多的支持，在加速企业用户关键业务应用落地的同时，也会为推动超融合解决方案的进化和迭代，以及数据中心的云化转型，注入更多的新动力和提供更大的想象力。申耀的科技观察，由科技与汽车跨界媒体人申斯基（微信号：shenyao）创办，18年企业级媒体工作经验，专注产业互联网、企业数字化、渠道生态以及汽车科技内容的观察和思考。

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