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存儲系統供數率

發布時間: 2022-04-27 01:12:16

存儲性能和空間利用率哪個重要

最大限度地挖掘存儲系統的性能潛力是用戶永遠的追求,但是,面對眾多性能優化技術,還必須考慮到底是性能重要還是空間利用率重要。
在當前經濟形勢低迷的大背景下,挖掘現有存儲系統的性能潛力成為用戶的必然選擇,不過追求性能只是一個方面。
看到的現象是大多數存儲系統的空間利用率還不到50%,而且存儲控制器的處理能力也只用到一小部分,這些都是讓用戶不可接受的事實。
在數據中心應用領域,通過伺服器整合以及虛擬化技術,物理伺服器的資源已經被最大化的利用起來,與此相反的是,存儲效率低下的問題卻成為用戶的痛點。
若要實現伺服器虛擬化的高效率,存儲系統就必須跟得上,這是一個必要的前提,因此伺服器虛擬化應用推動著存儲技術向更高效的方向發展。
在虛擬化環境中,當前端伺服器數量不斷增加,後端存儲陣列的不足便暴露出來,尤其表現在缺乏細粒度的分配和調動空間資源的能力方面。
因此,如果用戶希望對數據中心進行高度整合,那麼伺服器虛擬化技術和高效的存儲技術二者缺一不可。
存儲效率是一個綜合性的指標,實現最佳的存儲效率意味著要在有效存儲空間以及可用處理資源兩方面都有出色表現,通常也是各產品之間相互競爭的重點。
StorageIO高級分析師GregSchulz說,「為了達到應用所需的IOPS能力,有些存儲系統被設計得很大,通過大量磁碟的並發來提升IOPS,可是空間利用率卻非常低,反之,追求空間利用率的最大化往往需要藉助存儲精簡技術,比如壓縮和重復數據刪除等等,但是這些功能會對系統性能帶來負面的影響「。
因此,達成高效的存儲就需要在容量和性能之間尋找一個平衡點,根據應用需求的不同,對容量、處理能力、性能以及成本進行控制和優化。
保證存儲效率有哪些基本條件優化存儲系統的性能,本質上就是要盡可能地提高存儲處理資源的利用率,同時盡量消除系統的瓶頸或阻塞。
隨著處理資源利用率的增加,剩餘的處理資源以及響應額外處理請求的能力相應的就會降低。
而且如果緩沖區太小,那麼系統達到性能上限(瓶頸)的可能性就非常大。
舉個例子來說,一個平均處理資源利用率在50%的磁碟陣列不太可能觸及性能上限(瓶頸),而對於一個利用率達到80%的系統來說,這個可能性就要大得多。
高效存儲技術及其對性能、容量和成本的影響由存儲廠商或第三方公司提供的內嵌在存儲系統內部或在外部附加的運行報告、監控以及存儲分析功能是十分重要的,它們可以幫助用戶更好的了解系統的運行情況,避免系統過度(過高)配置,並減少很多後期維護工作。
尤其是當用戶需要優化性能或者按需增加處理資源時,這些組件的作用就會體現的非常明顯。
對此,StorageIO高級分析師GregSchulz評價道:「無論是性能問題還是容量問題,好好利用存儲廠商或第三方公司提供的工具都是十分重要的。
」這些工具不僅能夠幫助用戶定位性能的問題,更重要的方面在於它們可以幫助用戶選擇出最恰當的解決方案。
衡量一套存儲系統的性能並不能依賴某個單一指標,而要考慮多種組合因素,它們每一項都對應用程序訪問數據的速度有所影響。
其中,IOPS、吞吐帶寬和訪問延遲這三項指標是最關鍵的。
不過,指標數據究竟是好是壞還要考慮應用環境的差異,包括工作負載的類型(隨機請求或者順序請求)、數據塊的大小、交易類型(讀或是寫),以及其他相關的能夠影響性能的因素都依賴於應用程序本身的特點。
比方說,如果是流媒體視頻應用,那麼大文件快速順序讀性能和大數據塊是最重要的;
而如果是虛擬化應用環境,那麼隨機讀性能通常是最主要的考察指標。
下面的部分,將縱覽那些可以優化性能並且提高存儲資源利用率的技術,這里沒有獨門秘籍,因為每一種方法都有其優點和缺點。
通過堆砌磁碟數量來提高性能磁碟驅動器是一種機械裝置,讀寫磁頭通過在高速旋轉碟片的內道和外道之間往復移動來尋找並讀寫數據。
即使是轉速最快的15000轉磁碟,其磁頭機械臂的重定位時間延遲都會有數毫秒之多,因此每個磁碟的IOPS值最多隻有幾百個,吞吐帶寬則局限在100MB/秒以內。
通過將數據分布在多個磁碟上,然後對多個磁碟同步進行讀寫訪問是一種常見的擴展性能的方法。
通過增加磁碟的個數,系統整體的IOPS和帶寬值也會等比例提升。
加之,有些存儲廠商還提供shortstr好ing這樣的可以縮短磁頭機械臂移動距離的技術。
此類技術可以將數據集中放置在磁碟碟片的外道區域,結果是磁頭移動的距離大大縮短,對數據訪問的性能具有十分明顯的提升作用。
可是,當通過利用大量的磁碟並發以及short-str好ing磁頭短距離移動技術達成既定的性能目標之後,會發現其代價是非常高昂的,此外,由於僅僅使用了碟片的外道空間,所以存儲的空間利用率會非常差。
早在SSD固態盤技術出現之前,利用大量的磁碟並發以及short-str好ing磁頭短距離移動技術來滿足應用的性能要求是最普遍的辦法,即使在今天,這種方案依然被大量使用,原因是SSD固態盤的成本太高,所以用戶依然青睞磁碟而不是SSD。
NatApp技術和戰略總監MikeRiley就說:「對於順序訪問大數據塊和大文件這樣的應用,使用磁碟通常性價比更高。
」RAID及wide-striping技術對效率的影響很多用戶容易忽視一點,即RAID和RAID級別其實都會對性能和容量產生影響。
通過改變RAID級別來提升存儲性能或者空間的利用率是一種很現實的選擇。
校驗盤的數量、條帶的大小、RAID組的尺寸以及RAID組內數據塊大小都會影響性能和容量。
RAID技術對性能和容量的影響都熟悉那些常見的RAID級別及其特點,但還有一些不常見的技術趨勢值得關注,這些都與討論的存儲效率有關。
首先,RAID組的尺寸會影響性能、可用性以及容量。
通常,大的RAID組包含的磁碟數量更多,速度也更快,但是,當出現磁碟故障後,大RAID組也需要更多的時間用來重建。
每隔幾年,磁碟的容量都會翻一番,其結果是RAID重建的時間也相應變的更長,在數據重建期間出現其他磁碟故障的風險也變得更大。
即使是帶有雙校驗機制,允許兩塊磁碟同時出現故障的RAID6也存在風險增加的問題,況且,RAID6對性能的影響還比較大。
有一個更好的辦法是完全打破傳統RAID組和私有校驗盤的概念,比如,NetApp的DynamicDiskPools(DDP)技術,該技術將數據、校驗信息以及閑置空間塊分散放置在一個磁碟池中,池中所有的磁碟會並發處理RAID重建工作。
另一個有代表性的產品是HP的3PAR存儲系統,3PAR採用了一種叫做widestriping的技術,將數據條塊化之後散布在一大堆磁碟上,同時磁碟自身的裸容量又細分成若干小的存儲塊(chunklet)。
3PAR的卷管理器將這些小的chunklet組織起來形成若干個micro-RAID(微型RAID組),每個微型RAID組都有自己的校驗塊。
對於每一個單獨的微型RAID組來說,其成員塊(chunklet)都分布在不同的磁碟上,而且chunklet的尺寸也很小,因此數據重建時對性能的沖擊和風險都是最小的。
固態存儲毫無疑問,SSD固態存儲的出現是一件劃時代的「大事兒「,對於存儲廠商來說,在優化性能和容量這兩個方面,SSD技術都是一種全新的選擇。
與傳統的磁碟技術相比,SSD固態盤在延遲指標方面有數量級上的優勢(微秒對毫秒),而在IOPS性能上,SSD的優勢甚至達到了多個數量級(10000以上對數百)。
Flash技術(更多的時候是磁碟與flash的結合)為存儲管理員提供了一種更具性價比的解決方案,不必像過去那樣,為了滿足應用對性能的高要求而不得不部署大批量的磁碟,然後再將數據分散在磁碟上並發處理。
SSD固態盤最佳的適用場景是大量數據的隨機讀操作,比如虛擬化hypervisor,但如果是大數據塊和大文件的連續訪問請求,SSD的優勢就沒有那麼明顯了。
EMC統一存儲部門負責產品管理與市場的高級副總裁EricHerzog說:「Flash的價格仍然10倍於最高端的磁碟,因此,用戶只能酌情使用,而且要用在刀刃上。
」目前,固態存儲有三種不同的使用方式:第一種方式,用SSD固態盤完全代替機械磁碟。
用SSD替換傳統的磁碟是最簡單的提升存儲系統性能的方法。
如果選擇這個方案,關鍵的一點是用戶要協同存儲廠商來驗證SSD固態盤的效果,並且遵循廠商提供的建議。
如果存儲系統自身的處理能力無法承載固態存儲的高性能,那麼SSD有可能會將整個系統拖垮。
因為,如果SSD的速度超出了存儲控制器的承受范圍,那麼很容易出現性能(I/O阻塞)問題,而且會越來越糟。
另一個問題涉及到數據移動的機制,即的數據在什麼時候、以何種方式遷移到固態存儲上,或從固態存儲上移走。
最簡單但也最不可取的方法是人工指定,比如通過手動設定將資料庫的日誌文件固定存放在SSD固態存儲空間,對於比較老的存儲系統來說,這也許是唯一的方式。
在這里推薦用戶使用那些自動化的數據分層移動技術,比如EMC的FAST(FullyAutomatedStorageTiering)。
第二種方式,用Flash(固態存儲晶元)作為存儲系統的緩存
傳統意義上的DRAM高速緩存容量太小,因此可以用Flash作為DRAM的外圍擴展,而這種利用Flash的方式較之第一種可能更容易實現一些。
Flash緩存本身是系統架構的一個組成部分,即使容量再大,也是由存儲控制器直接管理。
而用Flash作緩存的設計也很容易解決數據分層的難題,根據一般的定義,最活躍的數據會一直放置在高速緩存里,而過期的數據則駐留在機械磁碟上。
與第一種方式比較,存儲系統里所有的數據都有可能藉助Flash高速緩存來提升訪問性能,而第一種方式下,只有存放在SSD固態盤中的數據才能獲得高性能。
初看起來,用Flash做高速緩存的方案幾乎沒有缺陷,可問題是只有新型的存儲系統才支持這種特性,而且是選件,因此這種模式的發展受到一定的制約。
與此相反,看到用Flash做大容量磁碟的高速緩存(而不是系統的高速緩存)反而成為更普遍的存儲架構設計選擇,因為它可以將高容量和高性能更好的融合。
IBM存儲軟體業務經理RonRiffe說:「在一套磁碟陣列中,只需要增加2-3%的固態存儲空間,幾乎就可以讓吞吐帶寬提高一倍。
」在伺服器中使用Flash存儲卡。
數據的位置離CPU和內存越近,存儲性能也就越好。
在伺服器中插入PCIeFlash存儲卡,比如Fusion-IO,就可以獲得最佳的存儲性能。
不太有利的一面是,內置的Flash存儲卡無法在多台伺服器之間共享,只有單台伺服器上的應用程序才能享受這一好處,而且價格非常昂貴。
盡管如此,仍然有兩個廠商對此比較熱衷,都希望將自己的存儲系統功能向伺服器內部擴展。
一個是NetApp,正在使其核心軟體DataOntap能夠在虛擬機hypervisor上運行;
另一個是EMC,推出的功能叫做VFCache(原名叫ProjectLightning)。
顯而易見,這兩家公司的目標是通過提供伺服器端的Flash存儲分級獲得高性能,而這種方式又能讓用戶的伺服器與提供的外部存儲系統無縫集成。
存儲加速裝置存儲加速裝置一般部署在伺服器和存儲系統之間,既可以提高存儲訪問性能,又可以提供附加的存儲功能服務,比如存儲虛擬化等等。
多數情況下,存儲加速裝置後端連接的都是用戶已有的異構存儲系統,包括各種各樣的型號和品牌。
異構環境的問題是當面臨存儲效率低下或者性能不佳的困擾時,分析與評估的過程就比較復雜。
然而,存儲加速裝置能夠幫助已有磁碟陣列改善性能,並將各種異構的存儲系統納入一個統一的存儲池,這不但可以提升整個存儲環境的整體性能、降低存儲成本,而且還可以延長已有存儲的服役時間。
最近由IBM發布的是此類產品的代表,它將IBM的存儲虛擬化軟體SVC(SANVolumeController)以及存儲分析和管理工具集成在一個單獨的產品中。
可以將各種異構的物理存儲陣列納入到一個虛擬存儲池中,在這個池之上創建的卷還支持自動精簡配置。
該裝置不但可以管理連接在其後的存儲陣列中的Flash固態存儲空間,而且自身內部也可以安裝Flash固態存儲組件。
通過實時存儲分析功能,能夠識別出I/O訪問頻繁的數據以及熱點區域,並能夠自動地將數據從磁碟遷移到Flash固態存儲上,反向亦然。
用戶可以藉助的這些功能大幅度的提高現有的異構混合存儲系統環境的性能和空間利用率。
與IBM類似的產品還有Alacritech和Avere,它們都是基於塊或基於文件的存儲加速設備。
日益增加的存儲空間利用率利用存儲精簡技術,可以最大化的利用起可用的磁碟空間,存儲精簡技術包括自動精簡配置、瘦克隆、壓縮以及重復數據刪除等等。
這些技術都有一個共同的目標,即最大程度的引用已經存在的數據塊,消除或避免存儲重復的數據。
然而存儲精簡技術對系統的性能稍有影響,所以對於用戶來說,只有在明確了性能影響程度並且能夠接受這種影響的前提下,才應該啟動重復數據刪除或數據壓縮的功能。
性能和容量:密不可分存儲系統的性能和空間利用率是緊密相關的一對參數,提升或改進其中的一個,往往會給另一個帶來負面的影響。
因此,只有好好的利用存儲分析和報表工具,才能了解存儲的真實性能表現,進而發現系統瓶頸並採取適當的補救措施,這是必要的前提。
總之,提高存儲效率的工作其實就是在性能需求和存儲成本之間不斷的尋找平衡。

⑵ 如何估算一套儲存系統的最終I/O速率以及IOPS如何驗證

通常情況下,廣義的IOPS指得是伺服器和存儲系統處理的I/O數量。
但是,由於在IO傳輸的過程中,數據包會被分割成多塊(block),交由存儲陣列緩存或者磁碟處理,對於磁碟來說這樣每個block在存儲系統內部也被視為一個I/O,存儲系統內部由緩存到磁碟的的數據處理也會以IOPS來作為計量的指標之一。
本文中提到的IOPS,是指得廣義的IOPS,即由伺服器發起的,並由存儲系統中處理的I/O單位。

⑶ 計算機存儲系統的分類及其特點

計算機存儲器的種類和特點 一、RAM(Random Access Memory,隨機存取存儲器) RAM的特點是:電腦開機時,操作系統和應用程序的所有正在運行的數據和程序都會放置其中,並且隨時可以對存放在裡面的數據進行修改和存取。它的工作需要由持續的電力提供,一旦系統斷電,存放在裡面的所有數據和程序都會自動清空掉,並且再也無法恢復。 根據組成元件的不同,RAM內存又分為以下十八種: 01.DRAM(Dynamic RAM,動態隨機存取存儲器) 這是最普通的RAM,一個電子管與一個電容器組成一個位存儲單元,DRAM將每個內存位作為一個電荷保存在位存儲單元中,用電容的充放電來做儲存動作,但因電容本身有漏電問題,因此必須每幾微秒就要刷新一次,否則數據會丟失。存取時間和放電時間一致,約為2~4ms。因為成本比較便宜,通常都用作計算機內的主存儲器。 02.SRAM(Static RAM,靜態隨機存取存儲器) 靜態,指的是內存裡面的數據可以長駐其中而不需要隨時進行存取。每6顆電子管組成一個位存儲單元,因為沒有電容器,因此無須不斷充電即可正常運作,因此它可以比一般的動態隨機處理內存處理速度更快更穩定,往往用來做高速緩存。 03.VRAM(Video RAM,視頻內存) 它的主要功能是將顯卡的視頻數據輸出到數模轉換器中,有效降低繪圖顯示晶元的工作負擔。它採用雙數據口設計,其中一個數據口是並行式的數據輸出入口,另一個是串列式的數據輸出口。多用於高級顯卡中的高檔內存。 04.FPM DRAM(Fast Page Mode DRAM,快速頁切換模式動態隨機存取存儲器) 改良版的DRAM,大多數為72Pin或30Pin的模塊。傳統的DRAM在存取一個BIT的數據時,必須送出行地址和列地址各一次才能讀寫數據。而FRM DRAM在觸發了行地址後,如果CPU需要的地址在同一行內,則可以連續輸出列地址而不必再輸出行地址了。由於一般的程序和數據在內存中排列的地址是連續的,這種情況下輸出行地址後連續輸出列地址就可以得到所需要的數據。FPM將記憶體內部隔成許多頁數Pages,從512B到數KB不等,在讀取一連續區域內的數據時,就可以通過快速頁切換模式來直接讀取各page內的資料,從而大大提高讀取速度。在96年以前,在486時代和PENTIUM時代的初期,FPM DRAM被大量使用。 05.EDO DRAM(Extended Data Out DRAM,延伸數據輸出動態隨機存取存儲器) 這是繼FPM之後出現的一種存儲器,一般為72Pin、168Pin的模塊。它不需要像FPM DRAM那樣在存取每一BIT 數據時必須輸出行地址和列地址並使其穩定一段時間,然後才能讀寫有效的數據,而下一個BIT的地址必須等待這次讀寫操作完成才能輸出。因此它可以大大縮短等待輸出地址的時間,其存取速度一般比FPM模式快15%左右。它一般應用於中檔以下的Pentium主板標准內存,後期的486系統開始支持EDO DRAM,到96年後期,EDO DRAM開始執行。。 06.BEDO DRAM(Burst Extended Data Out DRAM,爆發式延伸數據輸出動態隨機存取存儲器) 這是改良型的EDO DRAM,是由美光公司提出的,它在晶元上增加了一個地址計數器來追蹤下一個地址。它是突發式的讀取方式,也就是當一個數據地址被送出後,剩下的三個數據每一個都只需要一個周期就能讀取,因此一次可以存取多組數據,速度比EDO DRAM快。但支持BEDO DRAM內存的主板可謂少之又少,只有極少幾款提供支持(如VIA APOLLO VP2),因此很快就被DRAM取代了。 07.MDRAM(Multi-Bank DRAM,多插槽動態隨機存取存儲器) MoSys公司提出的一種內存規格,其內部分成數個類別不同的小儲存庫 (BANK),也即由數個屬立的小單位矩陣所構成,每個儲存庫之間以高於外部的資料速度相互連接,一般應用於高速顯示卡或加速卡中,也有少數主機板用於L2高速緩存中。 08.WRAM(Window RAM,窗口隨機存取存儲器) 韓國Samsung公司開發的內存模式,是VRAM內存的改良版,不同之處是它的控制線路有一、二十組的輸入/輸出控制器,並採用EDO的資料存取模式,因此速度相對較快,另外還提供了區塊搬移功能(BitBlt),可應用於專業繪圖工作上。 09.RDRAM(Rambus DRAM,高頻動態隨機存取存儲器) Rambus公司獨立設計完成的一種內存模式,速度一般可以達到500~530MB/s,是DRAM的10倍以上。但使用該內存後內存控制器需要作相當大的改變,因此它們一般應用於專業的圖形加速適配卡或者電視游戲機的視頻內存中。 10.SDRAM(Synchronous DRAM,同步動態隨機存取存儲器) 這是一種與CPU實現外頻Clock同步的內存模式,一般都採用168Pin的內存模組,工作電壓為3.3V。 所謂clock同步是指內存能夠與CPU同步存取資料,這樣可以取消等待周期,減少數據傳輸的延遲,因此可提升計算機的性能和效率。 11.SGRAM(Synchronous Graphics RAM,同步繪圖隨機存取存儲器)DRAM的改良版,它以區塊Block,即每32bit為基本存取單位,個別地取回或修改存取的資料,減少內存整體讀寫的次數,另外還針對繪圖需要而增加了繪圖控制器,並提供區塊搬移功能(BitBlt),效率明顯高於SDRAM。 12.SB SRAM(Synchronous Burst SRAM,同步爆發式靜態隨機存取存儲器) 一般的SRAM是非同步的,為了適應CPU越來越快的速度,需要使它的工作時脈變得與系統同步,這就是SB SRAM產生的原因。 13.PB SRAM(Pipeline Burst SRAM,管線爆發式靜態隨機存取存儲器) CPU外頻速度的迅猛提升對與其相搭配的內存提出了更高的要求,管線爆發式SRAM取代同步爆發式SRAM成為必然的選擇,因為它可以有效地延長存取時脈,從而有效提高訪問速度。 14.DDR SDRAM(Double Data Rate二倍速率同步動態隨機存取存儲器) 作為SDRAM的換代產品,它具有兩大特點:其一,速度比SDRAM有一倍的提高;其二,採用了DLL(Delay Locked Loop:延時鎖定迴路)提供一個數據濾波信號。這是目前內存市場上的主流模式。 15.SLDRAM (Synchronize Link,同步鏈環動態隨機存取存儲器) 這是一種擴展型SDRAM結構內存,在增加了更先進同步電路的同時,還改進了邏輯控制電路,不過由於技術顯示,投入實用的難度不小。 16.CDRAM(CACHED DRAM,同步緩存動態隨機存取存儲器) 這是三菱電氣公司首先研製的專利技術,它是在DRAM晶元的外部插針和內部DRAM之間插入一個SRAM作為二級CACHE使用。當前,幾乎所有的CPU都裝有一級CACHE來提高效率,隨著CPU時鍾頻率的成倍提高,CACHE不被選中對系統性能產生的影響將會越來越大,而CACHE DRAM所提供的二級CACHE正好用以補充CPU一級CACHE之不足,因此能極大地提高CPU效率。 17.DDRII (Double Data Rate Synchronous DRAM,第二代同步雙倍速率動態隨機存取存儲器) DDRII 是DDR原有的SLDRAM聯盟於1999年解散後將既有的研發成果與DDR整合之後的未來新標准。DDRII的詳細規格目前尚未確定。 18.DRDRAM (Direct Rambus DRAM) 是下一代的主流內存標准之一,由Rambus 公司所設計發展出來,是將所有的接腳都連結到一個共同的Bus,這樣不但可以減少控制器的體積,已可以增加資料傳送的效率。

⑷ 為什麼存儲系統和顯示系統等系統的時鍾的頻率都低於系統時鍾。

主頻,外頻和超頻

#1,我們經常聽到的時鍾頻率,FSB和超頻說,一個准確的說法,這些概念是什麼?它們之間有什麼樣的關系?頻率,FSB水平的計算機速度的速度怎樣的影響呢?超頻是不正確的?本文將給你一個答案。排名第1時鍾和頻率

在電子技術中,該脈沖信號是在一定的時間間隔連續脈沖信號發送一定的電壓振幅。簡稱為周期的第一脈沖和第二脈沖之間的時間間隔;所謂的頻率和在單位時間內產生的脈沖數(例如,1秒)。周期性的信號包括在單位時間內的脈沖信號的脈沖的數目,頻率被描述,計量名稱的數目;標准單元的頻率的測量是Hz(赫茲)。的計算機系統是一個典型的頻率是非常准確的,穩定的時鍾脈沖信號發生器。脈沖信號的頻率和周期,請參閱^ 300701a ^。頻率「f」的數學表達式各自的單位Hz(赫茲),kHz(千赫),兆赫(兆赫茲),GHz(千兆赫茲)。 1G = 1000MHz的,1MHz的1000KHZ,1kHz時= 1000Hz的。計算出的脈沖信號周期的時間單位及相應的換算關系為:s(秒)ms(毫秒),微秒(微秒),ns(納秒),其中包括:1秒= 1000毫秒,1毫秒=1000μs為1μs= 1000ns。
計算機的時鍾和我們的一天到一天的「時鍾」有很大的不同,它是不是現在的「某種形式的指令,但只有一個特定的頻率連續發出的脈沖信號發生器。至於電腦主板COMS保留日期和時間功能則是另一回事。
為什麼要有計算機系統中的時鍾?例如,我們做廣播操總把廣播操記錄(或想??一個人喊口令),在數十個演習的男性和女性,老的少的,但只要都按統一的節拍做廣播操可以做得相當整齊。同樣的,電腦是一個復雜的數據處理系統,其中CPU在處理數據是按照一定的指導,每次該指令被執行時,算術單元的CPU的內部寄存器,和一個控制器,等,必須相互合作,雖然每個執行指令涉及一個以上的操作的CPU單元內的不同的長度,但也可以是按照與統一的時鍾脈沖同步,所以整個系統可以協調到正常操作。此外,計算機CPU,以及存儲系統和顯示系統,等除外,這些子系統運行還需要使用特定的頻率的時鍾信號被使用的規范運行,所以除了CPU頻率和系統時鍾為ISA匯流排和PCI匯流排和AGP介面時鍾,當然,該計算機系統的時鍾頻率比系統時鍾低。
排名第1時鍾速度和FSB
計算機系統匯流排通常是指CPU的I / O介面單元和系統內存,L2高速緩存,主板晶元組,指令之間的數據傳輸信道的系統匯流排時鍾是,我們常說的系統外部時鍾和CPU時鍾(FSB),它是在計算機的各種子系統的計算機系統的基本的時鍾與系統時鍾相關聯的所有的不同的頻率的時鍾,詳細情況可參考^ 300701b ^。
從486DX2 (CPU)和內核CPU頻率和FSB(系統時鍾頻率)不一致。586686計算機系統時鍾是CPU FSB,系統根據規定的比例倍頻時鍾信號的時鍾,CPU時鍾內核。電腦主頻的CPU核心時鍾通常被稱為頻率,例如說,電腦是奔騰-233,然後計算機的系統時鍾為66MHz,時鍾(66×3.5)= 233MHz的。
^ 300701b ^可以看出,子系統時鍾和AGP介面的時鍾分頻器按照一個一定比例的系統時鍾或乘數得到,所以調整計算機的系統時鍾頻率將不可避免地改變其他各種子系統的時鍾信號頻率,影響了實際操作的各種子,系統為電腦愛好者要充分重視的CPU超外頻運行。
#1頻率,FSB和運行速度
數據傳輸率的計算方法在計算機數據通信經常使用的公式:時鍾頻率×數據匯流排寬度÷8 = Betys / s的CPU和系統內存,顯示器介面(如AGP「匯流排」),以及主板晶元組,擴展匯流排(ISA,PCI),時鍾頻率之間的數據交換計算機系統,例如,當系統時鍾為66MHz,系統存儲器和CPU之間的數據傳輸速率是528MB / s的高速AGP顯示介面的時鍾頻率為66MHz X1模式中,但因為數據寬度是只32,所以AGP介面的數據傳輸速率只能達到266MB / s的PCI匯流排的數據寬度為32,但由於PCI匯流排的時鍾頻率只有33MHz,最高數據傳輸速率的PCI匯流排只有133MB / s的。 440BX主板晶元Intel公司推出的系統時鍾頻率從66MHz到100MHz的CPU和系統內存為800MB / s(100×64÷8)之間的數據交換速率。從這一點可以看出,簡單地增加了操作的時鍾可以提高頻率的條件下,相同的數據寬度,傳輸信道的數據傳輸速率。
另外,增加CPU的時鍾速度來提高速度的CPU也是非常有效的措施。比方說,假設某種類型的CPU在一個時鍾周期(即^ 300701a ^,一個周期)進行算術運算指令,那麼當CPU運行在100MHz的時鍾速度比它運行在50MHz的頻率快1倍。100MHz的時鍾周期佔用比50MHz的時鍾周期時間縮短了一半,這是工作在100MHz的時鍾速度所需的CPU時間來執行操作指令,只有10ns的50MHz的頻率比為20ns縮短一半自然運算速度也將提高一倍。的計算機的整體速度取決於CPU的速度,但也與其他子系統的運行,所以人們都不斷地嘗試,以提高CPU的工作頻率在同一時間,是同時工作,以嘗試提高您的計算機的系統時鍾頻率,這些的最終目標的努力是到提高整體的運行速度的計算機,因為只有當數據的傳輸速度之間的各個子系統的運行速度和各個子系統的操作的計算機的CPU速度可以提高,整個計算機的運行速度要真正改善。
#1限制的頻率,FSB提高的因素
由於CPU頻率和系統時鍾頻率可以提高操作的計算機系統的速度只能達到400MHz奔騰II主頻到目前為止,時鍾頻率為的電腦系統中只有66MHz到100MHz的?這是因為CPU的時鍾頻率和系統時鍾頻率,暫時無法克服的技術障礙而引起的。
提高CPU的工作頻率是有限的,生產過程中的。由於CPU製造在半導體晶片上,在晶片上的元件之間需要在高頻狀態下的權利要求更精細的時間越短越好,以減少導線分布電容雜散干擾,以確保CPU的算術運算是正確的,然而目前的導體耦合線CPU生產工藝只能達到0.25微米的水平,CPU時鍾速度只能達到400MHz的,但是,據業內人士聲稱間隙產生的700MHz的CPU主頻為0.18微米技術是沒有問題的,如果基於IBM的銅導線技術,那麼可以製造的主CPU的工作頻率更高。
另一方面,提高了系統的時鍾頻率的嘗試也已運行較慢的外部設備的約束。十年來,雖然外部的裝置,主要數據存儲設備技術是逐步的,但其發展速度與CPU相比的進步的發展是一個巨大的差異。到硬碟,例如,雖然製造商沒有鬆懈努力的硬碟製造技術的改進,然而,硬碟的讀,寫的真實速度只有約7MB /秒硬磁碟介面可以只工作的時鍾33MHz的周圍後的時鍾頻率是增加太多,驅動器可能不能夠正確地運行。^ 300701b ^可以是清楚看出,系統時鍾頻率的變化,同時也改變了ISA和PCI擴展匯流排時鍾頻率,因此不可避免地會影響連接到這些介面的外部設備的運行狀態,所以我們不能不受控制,提高了系統時鍾頻率。
#1超頻運行在FSB選擇
300701b我們可以清楚的了解,586686 CPU時鍾與系統時鍾的計算機之間的對應關系,奔騰166 166MHz的頻率是66MHz的系統時鍾2.5乘數,因此從理論上講,將更改為3,可以使它運行在200MHz的時鍾速度,這就是我們常說的所謂的CPU「超頻奔騰166倍數」其實,很多人在做什麼,甚至有不少備注CPU。 BR />超頻「損害了利益的CPU廠商Intel大部分的CPU產品鎖定」技術處理,頻率鎖定,CPU使用一個固定的倍增因子來限制用戶運行CPU超頻,CPU性能是頻率鎖定乘法因子時,用戶設置是人為的乘法系數超過原來的CPU中,CPU仍然是使用原來的系統時鍾頻率乘法器的乘法因子,以確保CPU運行在額定頻率值,如頻率鎖定的倍增因子奔騰133被鎖定在2,所以無論你如何設置倍增因子的主板,你不能強迫它之上運行,133MHz的時鍾速度。具體表現是主板上的CPU核心時鍾設置超過標稱值,CPU仍然一概忽略不計,
道高一尺,魔高一丈。對於英特爾鎖定,許多電腦愛好者的另一種方式來識別的方法,以提高系統時鍾頻率(其實,是為了提高CPU的外頻運行在133MHz頻率規定的倍增因子。)強制性解鎖CPU運行在高於主頻率上的特定的標稱值。具體方法增加至原來的66MHz的系統時鍾75MHz或83MHZ的CPU上的工作電壓,然後適當地調節,因此,盡管乘數的CPU保持不變的,也使上運行的奔騰133(75×2)= 150MHz的(83×2)= 166MHz的時鍾速度。奔騰Ⅱ233 686 CPU,用於其它頻率鎖定時,此方法也進行處理但提高系統時鍾不一定是在每一台電腦上是成功的,這是因為系統時鍾頻率的增加,電腦的系統內存,PCI匯流排時鍾和AGP介面的時鍾頻率增加。PCI匯流排時鍾是系統時鍾的一半當系統時鍾為75MHz或83MHZ PCI匯流排的時鍾頻率對應的37.5MHz或41MHz以上,那麼你可能有硬碟的品牌有相當一部分沒有正常運行。同樣,在66MHz的系統時鍾,AGP顯示介面的時鍾頻率的系統時鍾頻率等於,當系統時鍾頻率高達75MHz或83MHZ時鍾的AGP介面將高達75MHz的工作時鍾75MHz或83MHZ,也有相當多的品牌AGP顯卡不能正常運行時,高達83MHZ的時鍾頻率,幾乎所有的AGP顯卡不能正常運行,當系統時鍾為100MHz規格,系統時鍾頻率為112MHz和133MHz系統時鍾頻率是影響PCI匯流排和AGP介面為66MHz,在同一台計算機系統,提高系統時鍾頻率所造成的硬碟和顯卡不能正常運行的現象。
不過,這種情況不能一概而論,一些主板採用了特殊的變頻技術, PCI匯流排和AGP匯流排的時鍾頻率仍然是標準的工作頻率附近,這里就不詳細,具體設置看主板說明書。此外,系統時鍾頻率的Pentium II型CPU內部L2高速緩存,工作頻率的增加,相應的L2高速緩存的存取速度提高是有限的,當系統時鍾頻率提高到一定程度時(如66MHz到100MHz的一個)L2高速緩存時,有可能無法正常工作,因此,我們沒有解鎖CPU和解鎖CPU超頻不同的待遇。解鎖CPU,我們可以保持正常的系統時鍾(CPU FSB)頻率,CPU的倍頻系數法的超頻,超頻成功只取決於CPU的性能和質量,提高系統時鍾鎖頻CPU超頻,超頻的成功取決於不僅對CPU的性能和質量,而且還取決於系統內存(RAM),硬碟驅動器和AGP圖形卡和其它組件的性能和質量,所以對CPU超頻運行,必須考慮到這些因素,適可而止。

⑸ 用戶如何提高存儲性能有哪些解決方案

何提高網速 電腦運行速度顯卡關內存關 殺毒軟體突打
:數據存儲備份存儲管理源於世紀70代終端/主機計算模式由於數據集主機易管理海量存儲設備——磁帶庫必備設備80代由於PC發展尤其90代應用廣客戶機/伺服器模式普及及互聯網迅猛發展使存儲容量、存儲模式存儲要求都發根本性變化些新興存儲技術迅速崛起構建更安全信息代提供更選擇
編者按何確保所數據能夠靠備份及進行災難恢復存儲管理軟體核任務外存儲管理軟體存些基本功能諸改進系統應用I/O性能及存儲管理能力提高數據應用系統高用性減少由於各種原斷數據存取或者應用系統宕機間實現技術級存儲管理(HSM)、ClusterServer(集群伺服器)等
首先能提供些識別析存儲訪問模式VolumeManager工具VolumeManager通復雜磁碟配置能均衡I/O負載影響應用同能夠優化應用數據布局數據條形散放物理盤提高性能同具斷應用情況識別消除性能瓶頸能力增強系統應用性能另外VolumeManager減少系統斷間、增加數據完整性等面俗表現允許磁碟進行線管理更改配置減少系統產極影響停機間同利用冗餘技術提高數據用性防止數據丟失破壞
其非重要快速恢復志式文件系統FileSystem能間斷數據訪問條件文件作線備份並系統重啟或崩潰前允許訪問數據並恢復文件提高用戶管理員產效率FileSystem系統崩潰前能未完數據記錄事件志利用恢復程序重現保持數據完整性
VolumeManagerFileSystem都工作操作系統級實現集群與故障恢復、自管理、備份與HSM及基於瀏覽器遠程管理等兩者機結合利用雙特磁碟數據管理能力能給企業系統提供盡能高性能、用性及管理性
基礎便整存儲管理核任務——備份技術
數據存儲備份技術般包含硬體技術及軟體技術等硬體技術主要磁帶機技術軟體技術主要通用專用備份軟體技術等我主要軟體技術面加討論備份軟體技術整數據存儲備份程具相重要性僅關系否支持磁帶各種先進功能且程度決定著備份效率備份軟體定操作系統所提供備份功能廠商都提供許專業備份軟體專業備份軟體能通優化數據傳輸率即自較高傳輸率進行數據傳輸僅能縮短備份間、提高數據存儲備份速度且磁帶機設備本身處另外專業備份軟體支持新磁帶機技術HPTapeAlert技術差所主流專業備份軟體均提供支持
於存儲模式說比較見DAS、NASSAN等DAS(DirectAttachedStorage-直接連接存儲)指存儲設備通SCSI介面或光纖通道直接連接台計算機伺服器理比較散、難通遠程連接進行互連直接連接存儲比較解決案直接連接存儲幫助企業繼續保留已傳輸速率並高網路系統
網路主要信息處理模式需要存儲數據量增加數據作取競爭優勢戰略性資產其重要性增加目前發展趨勢NASSAN現響應點NAS網路連接存儲即存儲設備通標准網路拓撲結構(例太網)連接群計算機重點於幫助工作組部門級機構解決迅速增加存儲容量需求種兩面改善數據用性第即使相應應用伺服器再工作仍讀數據第二簡易伺服器本身崩潰避免引起伺服器崩潰首要原即應用軟體引起問題另外NAS產品真即插即用產品其設備物理位置非靈
SAN(存儲區域網路)通光纖通道連接群計算機該網路提供主機連接並非通標准網路拓撲並且通同物理通道支持廣泛使用SCSIIP協議結構允許任何伺服器連接任何存儲陣列管數據置放哪伺服器都直接存取所需數據SAN解決案基本功能剝離存儲功能所運行備份操作需考慮網路總體性能影響案使管理及集控制實現簡化特別於全部存儲設備都集群起候
集群通用於加強應用軟體用性與擴展性某些集群架構技術加入單系統印象概念單點單系統式管理台計算機集群伺服器支持達百台互相連接伺服器結合鬆散結合單位執行作業保護彼應用軟體免於故障由於集群伺服器完全整合應用軟體服務架構建置高效應用軟體執行環境即使整系統現故障終端計算機都使用幾乎所應用軟體集群伺服器軟體包括引擎、編譯器、負載計算器、代理、指令與圖形化系統管理介面等組件集群化運算環境優勢卓越數據處理能力原則任何類型重主機架構存儲設備包括直接連接磁碟都用作集群數據存儲設備求系統用性適合使用擁重主機存取路徑容錯或高用性存儲系統
層管理式解決存儲容量斷增導致何效擴充容量問題情況更用於布式網路環境級其實意味著用同介質實現存儲RAID系統、光存儲設備、磁帶等每種存儲設備都其同物理特性同價格例要備份候備份文件般存儲速度相比較慢、容量相比較、價格相比較低存儲設備磁帶做經濟實用何實現級呢原理講級存儲線系統遷移數據種文件由HSM系統選擇進行遷移拷貝HSM介質文件確拷貝原文件相同名字標志文件創建佔用比原文件磁碟空間用戶訪問標志文件HSM系統能原始文件確介質恢復級存儲同實施式HSM根據兩級或三級體系態遷移/遷數據類實現級存儲
存儲應用深入必帶整體解決案需求僅包括硬體包括相應軟體及服務軟硬體兼容融合應用環境勢所趨比存儲虛擬化提證明趨勢利於提高存儲利用率、簡化管理降低本構建融合存儲應用環境總隨著網路技術發展、計算機能力斷提高數據量斷膨脹數據備份與恢復等存儲技術面問題顯越越重要存儲管理技術發展必引起業界高度重視
相關鏈接:前主流存儲介質
磁碟陣列、磁帶庫
磁碟陣列特點數據存取速度特別快其主要功能提高網路數據用性及存儲容量並數據選擇性布磁碟提高系統數據吞吐率另外磁碟陣列能夠免除單塊硬碟故障所帶災難通較容量硬碟連智能控制器增加存儲容量磁碟陣列種高效、快速、易用網路存儲備份設備
廣義磁帶庫產品包括自載入磁帶機磁帶庫自載入磁帶機磁帶庫實際磁帶磁帶機機結合組自載入磁帶機位於單機磁帶驅器自磁帶更換裝置裝盤磁帶磁帶匣拾取磁帶並放入驅器或執行相反程自載入磁帶機能夠支持例行備份程自每備份工作裝載新磁帶擁工作組伺服器公司或理處使用自載入磁帶機自完備份工作
磁帶庫像自載入磁帶機基於磁帶備份系統能夠提供同基本自備份數據恢復功能同具更先進技術特點存儲容量達數百PB(1PB=100萬GB)實現連續備份、自搜索磁帶驅管理軟體控制實現智能恢復、實監控統計整數據存儲備份程完全擺脫工干涉磁帶庫僅數據存儲量且備份效率工佔用面擁比擬優勢網路系統磁帶庫通SAN(存儲區域網絡)系統形網路存儲系統企業存儲提供力保障容易完遠程數據訪問、數據存儲備份或通磁帶鏡像技術實現磁帶庫備份疑數據倉庫、ERP等型網路應用良存儲設備
光碟塔、光碟庫光碟網路鏡像伺服器
光碟僅存儲容量巨且本低、製作簡單、體積更重要其信息保存100至300光碟塔由幾台或十幾台CD-ROM驅器並聯構通軟體控制某台光碟機讀寫操作光碟塔同支持幾十幾百用戶訪問信息光碟庫叫自換盤機利用機械手機櫃選張光碟送驅器進行讀寫庫容量極機櫃放幾十片甚至百片光碟光碟庫特點:安裝簡單、使用便並支持幾乎所見網路操作系統及各種用通信協議
光碟網路鏡像伺服器僅具型光碟庫超存儲容量且具與硬碟相同訪問速度其單位存儲本(攤每張光碟設備本)低於光碟庫光碟塔光碟網路鏡像伺服器已始取代光碟庫光碟塔逐漸光碟網路共享設備主流產品

⑹ 磁碟存儲系統的性能主要由哪些指標來衡量

磁碟存儲系統的性能主要用下面的四項指標來衡量:記錄密度、存儲容量、定址時間和數據傳輸速率

⑺ 計算機的存儲系統通常包括

計算機的存儲系統通常包括:

一、存儲器:是計算機的重要組成部分。

它可分為:

計算機內部的存儲器(簡稱內存)

計算機外部的存儲器(簡稱外存)

內存儲器從功能上可以分為:讀寫存儲器 RAM、只讀存儲器ROM兩大類

計算機存儲容量以位元組為單位,它們是:位元組B( 1Byte=8bit)、千位元組(1KB=1024B)、兆位元組(1MB=1024KB)、千兆位元組(1GB=1024MB)、1TB=1024GB

二、計算機的外存儲器一般有:軟盤和軟碟機、硬碟、CD-ROM、可擦寫光碟機即CD-RW光碟機還有USB介面的移動硬碟、光碟機、或可擦寫電子硬碟(優盤)等。

存儲器的容量的基本單位是位元組(Byte),並有下列的運算換算關系:

1KB=1024Bytes

1MB=1024KB

1GB=1024MB

1TB=1024GB

1個漢字在計算機內需要2個位元組來存儲;

1個英文字元(即ASCII碼)在計算機中需要1個位元組來存儲;

1個位元組相當於8個二進制位。

(7)存儲系統供數率擴展閱讀:

計算機的存儲系統指計算機中由存放程序和數據的各種存儲設備、控制部件及管理信息調度的設備和演算法所組成的系統。存儲系統是計算機的重要組成部分之一。存儲系統提供寫入和讀出計算機工作需要的信息(程序和數據)的能力,實現計算機的信息記憶功能。現代計算機系統中常採用寄存器、高速緩存、主存、外存的多級存儲體系結構。

計算機存儲系統的核心是存儲器,存儲器是計算機中必不可少、用來存儲程序和數據的記憶設備。內部存儲器(簡稱內存)主要存儲計算機當前工作需要的程序和數據,包括高速緩沖存儲器(Cache,簡稱緩存)和主存儲器。

⑻ 存儲系統中數據塊的引用率一般為多少

一般是10%,看學校的具體規定

⑼ 存儲性能和空間利用率哪個重要

最大限度地挖掘存儲系統的性能潛力是用戶永遠的追求,但是,面對眾多性能優化技術,我們還必須考慮到底是性能重要還是空間利用率重要。在當前經濟形勢低迷的大背景下,挖掘現有存儲系統的性能潛力成為用戶的必然選擇,不過追求性能只是一個方面。我們看到的現象是大多數存儲系統的空間利用率還不到50%,而且存儲控制器的處理能力也只用到一小部分,這些都是讓用戶不可接受的事實。在數據中心應用領域,通過伺服器整合以及虛擬化技術,物理伺服器的資源已經被最大化的利用起來,與此相反的是,存儲效率低下的問題卻成為用戶的痛點。若要實現伺服器虛擬化的高效率,存儲系統就必須跟得上,這是一個必要的前提,因此伺服器虛擬化應用推動著存儲技術向更高效的方向發展。在虛擬化環境中,當前端伺服器數量不斷增加,後端存儲陣列的不足便暴露出來,尤其表現在缺乏細粒度的分配和調動空間資源的能力方面。因此,如果用戶希望對數據中心進行高度整合,那麼伺服器虛擬化技術和高效的存儲技術二者缺一不可。存儲效率是一個綜合性的指標,實現最佳的存儲效率意味著要在有效存儲空間以及可用處理資源兩方面都有出色表現,通常也是各產品之間相互競爭的重點。StorageIO高級分析師Greg Schulz說,「為了達到應用所需的IOPS能力,有些存儲系統被設計得很大,通過大量磁碟的並發來提升IOPS,可是空間利用率卻非常低,反之,追求空間利用率的最大化往往需要藉助存儲精簡技術,比如壓縮和重復數據刪除等等,但是這些功能會對系統性能帶來負面的影響「。因此,達成高效的存儲就需要在容量和性能之間尋找一個平衡點,根據應用需求的不同,對容量、處理能力、性能以及成本進行控制和優化。保證存儲效率有哪些基本條件優化存儲系統的性能,本質上就是要盡可能地提高存儲處理資源的利用率,同時盡量消除系統的瓶頸或阻塞。隨著處理資源利用率的增加,剩餘的處理資源以及響應額外處理請求的能力相應的就會降低。而且如果緩沖區太小的話,那麼系統達到性能上限(瓶頸)的可能性就非常大。舉個例子來說,一個平均處理資源利用率在 50%的磁碟陣列不太可能觸及性能上限(瓶頸),而對於一個利用率達到80%的系統來說,這個可能性就要大得多。高效存儲技術及其對性能、容量和成本的影響由存儲廠商或第三方公司提供的內嵌在存儲系統內部或在外部附加的運行報告、監控以及存儲分析功能是十分重要的,它們可以幫助用戶更好的了解系統的運行情況,避免系統過度(過高)配置,並減少很多後期維護工作。尤其是當用戶需要優化性能或者按需增加處理資源時,這些組件的作用就會體現的非常明顯。對此,StorageIO高級分析師Greg Schulz評價道:「無論是性能問題還是容量問題,好好利用存儲廠商或第三方公司提供的工具都是十分重要的。」這些工具不僅能夠幫助用戶定位性能的問題,更重要的方面在於它們可以幫助用戶選擇出最恰當的解決方案。衡量一套存儲系統的性能並不能依賴某個單一指標,而要考慮多種組合因素,它們每一項都對應用程序訪問數據的速度有所影響。其中,IOPS、吞吐帶寬和訪問延遲這三項指標是最關鍵的。 不過,指標數據究竟是好是壞還要考慮應用環境的差異,包括工作負載的類型(隨機請求或者順序請求)、數據塊的大小、交易類型(讀或是寫),以及其他相關的能夠影響性能的因素都依賴於應用程序本身的特點。比方說,如果是流媒體視頻應用,那麼大文件快速順序讀性能和大數據塊是最重要的;而如果是虛擬化應用環境,那麼隨機讀性能通常是最主要的考察指標。下面的部分,我們將縱覽那些可以優化性能並且提高存儲資源利用率的技術,這里沒有獨門秘籍,因為每一種方法都有其優點和缺點。通過堆砌磁碟數量來提高性能磁碟驅動器是一種機械裝置,讀寫磁頭通過在高速旋轉碟片的內道和外道之間往復移動來尋找並讀寫數據。即使是轉速最快的15000轉磁碟,其磁頭機械臂的重定位時間延遲都會有數毫秒之多,因此每個磁碟的IOPS值最多隻有幾百個,吞吐帶寬則局限在100MB/秒以內。通過將數據分布在多個磁碟上,然後對多個磁碟同步進行讀寫訪問是一種常見的擴展性能的方法。通過增加磁碟的個數,系統整體的IOPS和帶寬值也會等比例提升。加之,有些存儲廠商還提供short stroking這樣的可以縮短磁頭機械臂移動距離的技術。此類技術可以將數據集中放置在磁碟碟片的外道區域,結果是磁頭移動的距離大大縮短,對數據訪問的性能具有十分明顯的提升作用。可是,當我們通過利用大量的磁碟並發以及short-stroking磁頭短距離移動技術達成既定的性能目標之後,我們會發現其代價是非常高昂的,此外,由於僅僅使用了碟片的外道空間,所以存儲的空間利用率會非常差。早在SSD固態盤技術出現之前,利用大量的磁碟並發以及 short-stroking磁頭短距離移動技術來滿足應用的性能要求是最普遍的辦法,即使在今天,這種方案依然被大量使用,原因是SSD固態盤的成本太高,所以用戶依然青睞磁碟而不是SSD。NatApp技術和戰略總監Mike Riley就說:「對於順序訪問大數據塊和大文件這樣的應用,使用磁碟通常性價比更高。」RAID 及wide-striping技術對效率的影響很多用戶容易忽視一點,即RAID和RAID級別其實都會對性能和容量產生影響。通過改變RAID級別來提升存儲性能或者空間的利用率是一種很現實的選擇。校驗盤的數量、條帶的大小、RAID組的尺寸以及RAID組內數據塊大小都會影響性能和容量。RAID技術對性能和容量的影響我們都熟悉那些常見的RAID級別及其特點,但還有一些不常見的技術趨勢值得我們關注,這些都與我們討論的存儲效率有關。首先,RAID組的尺寸會影響性能、可用性以及容量。通常,大的RAID組包含的磁碟數量更多,速度也更快,但是,當出現磁碟故障後,大RAID組也需要更多的時間用來重建。每隔幾年,磁碟的容量都會翻一番,其結果是RAID重建的時間也相應變的更長,在數據重建期間出現其他磁碟故障的風險也變得更大。即使是帶有雙校驗機制,允許兩塊磁碟同時出現故障的RAID 6也存在風險增加的問題,況且,RAID 6對性能的影響還比較大。有一個更好的辦法是完全打破傳統RAID組和私有校驗盤的概念,比如,NetApp的Dynamic Disk Pools (DDP)技術,該技術將數據、校驗信息以及閑置空間塊分散放置在一個磁碟池中,池中所有的磁碟會並發處理RAID重建工作。另一個有代表性的產品是HP的 3PAR存儲系統,3PAR採用了一種叫做wide striping的技術,將數據條塊化之後散布在一大堆磁碟上,同時磁碟自身的裸容量又細分成若干小的存儲塊(chunklet)。3PAR的卷管理器將這些小的chunklet組織起來形成若干個micro-RAID(微型RAID組),每個微型RAID組都有自己的校驗塊。對於每一個單獨的微型 RAID組來說,其成員塊(chunklet)都分布在不同的磁碟上,而且chunklet的尺寸也很小,因此數據重建時對性能的沖擊和風險都是最小的。固態存儲毫無疑問,SSD固態存儲的出現是一件劃時代的「大事兒「,對於存儲廠商來說,在優化性能和容量這兩個方面,SSD技術都是一種全新的選擇。與傳統的磁碟技術相比,SSD固態盤在延遲指標方面有數量級上的優勢(微秒 對 毫秒),而在IOPS性能上,SSD的優勢甚至達到了多個數量級(10000以上 對 數百)。Flash技術(更多的時候是磁碟與flash的結合)為存儲管理員提供了一種更具性價比的解決方案,我們不必像過去那樣,為了滿足應用對性能的高要求而不得不部署大批量的磁碟,然後再將數據分散在磁碟上並發處理。SSD固態盤最佳的適用場景是大量數據的隨機讀操作,比如虛擬化 hypervisor,但如果是大數據塊和大文件的連續訪問請求,SSD的優勢就沒有那麼明顯了。EMC統一存儲部門負責產品管理與市場的高級副總裁Eric Herzog說:「Flash的價格仍然10倍於最高端的磁碟,因此,用戶只能酌情使用,而且要用在刀刃上。」目前,固態存儲有三種不同的使用方式:第一種方式,用SSD固態盤完全代替機械磁碟。用SSD替換傳統的磁碟是最簡單的提升存儲系統性能的方法。如果選擇這個方案,關鍵的一點是用戶要協同存儲廠商來驗證SSD固態盤的效果,並且遵循廠商提供的建議。如果存儲系統自身的處理能力無法承載固態存儲的高性能,那麼SSD有可能會將整個系統拖垮。因為,如果SSD的速度超出了存儲控制器的承受范圍,那麼很容易出現性能(I/O阻塞)問題,而且會越來越糟。另一個問題涉及到數據移動的機制,即我們的數據在什麼時候、以何種方式遷移到固態存儲上,或從固態存儲上移走。最簡單但也最不可取的方法是人工指定,比如我們通過手動設定將資料庫的日誌文件固定存放在SSD固態存儲空間,對於比較老的存儲系統來說,這也許是唯一的方式。在這里我們推薦用戶使用那些自動化的數據分層移動技術,比如EMC的 FAST(Fully Automated Storage Tiering)。第二種方式,用Flash(固態存儲晶元)作為存儲系統的緩存。傳統意義上的DRAM 高速緩存容量太小,因此我們可以用Flash作為DRAM的外圍擴展,而這種利用Flash的方式較之第一種可能更容易實現一些。Flash緩存本身是系統架構的一個組成部分,即使容量再大,也是由存儲控制器直接管理。而用Flash作緩存的設計也很容易解決數據分層的難題,根據一般的定義,最活躍的數據會一直放置在高速緩存里,而過期的數據則駐留在機械磁碟上。與第一種方式比較,存儲系統里所有的數據都有可能藉助Flash高速緩存來提升訪問性能,而第一種方式下,只有存放在SSD固態盤中的數據才能獲得高性能。初看起來,用Flash做高速緩存的方案幾乎沒有缺陷,可問題是只有新型的存儲系統才支持這種特性,而且是選件,因此這種模式的發展受到一定的制約。與此相反,我們看到用Flash做大容量磁碟的高速緩存(而不是系統的高速緩存)反而成為更普遍的存儲架構設計選擇,因為它可以將高容量和高性能更好的融合。IBM存儲軟體業務經理Ron Riffe說:「在一套磁碟陣列中,只需要增加2-3%的固態存儲空間,幾乎就可以讓吞吐帶寬提高一倍。」在伺服器中使用Flash存儲卡。數據的位置離CPU和內存越近,存儲性能也就越好。在伺服器中插入PCIe Flash存儲卡,比如Fusion-IO,就可以獲得最佳的存儲性能。不太有利的一面是,內置的Flash存儲卡無法在多台伺服器之間共享,只有單台伺服器上的應用程序才能享受這一好處,而且價格非常昂貴。盡管如此,仍然有兩個廠商對此比較熱衷,他們都希望將自己的存儲系統功能向伺服器內部擴展。一個是 NetApp,正在使其核心軟體Data Ontap能夠在虛擬機hypervisor上運行;另一個是EMC,推出的功能叫做VFCache(原名叫Project Lightning)。顯而易見,這兩家公司的目標是通過提供伺服器端的Flash存儲分級獲得高性能,而這種方式又能讓用戶的伺服器與他們提供的外部存儲系統無縫集成。存儲加速裝置存儲加速裝置一般部署在伺服器和存儲系統之間,既可以提高存儲訪問性能,又可以提供附加的存儲功能服務,比如存儲虛擬化等等。多數情況下,存儲加速裝置後端連接的都是用戶已有的異構存儲系統,包括各種各樣的型號和品牌。異構環境的問題是當面臨存儲效率低下或者性能不佳的困擾時,分析與評估的過程就比較復雜。然而,存儲加速裝置能夠幫助已有磁碟陣列改善性能,並將各種異構的存儲系統納入一個統一的存儲池,這不但可以提升整個存儲環境的整體性能、降低存儲成本,而且還可以延長已有存儲的服役時間。最近由IBM發布的 SmartCloud Virtual Storage Center是此類產品的代表,它將IBM的存儲虛擬化軟體SVC(SAN Volume Controller)以及存儲分析和管理工具集成在一個單獨的產品中。SmartCloud Virtual Storage Center可以將各種異構的物理存儲陣列納入到一個虛擬存儲池中,在這個池之上創建的卷還支持自動精簡配置。該裝置不但可以管理連接在其後的存儲陣列中的Flash固態存儲空間,而且SmartCloud Virtual Storage Center自身內部也可以安裝Flash固態存儲組件。通過實時存儲分析功能,SmartCloud Virtual Storage Center能夠識別出I/O訪問頻繁的數據以及熱點區域,並能夠自動地將數據從磁碟遷移到Flash固態存儲上,反向亦然。用戶可以藉助 SmartCloud Virtual Storage Center的這些功能大幅度的提高現有的異構混合存儲系統環境的性能和空間利用率。與IBM SmartCloud Virtual Storage Center類似的產品還有Alacritech和Avere,它們都是基於塊或基於文件的存儲加速設備。日益增加的存儲空間利用率利用存儲精簡技術,我們可以最大化的利用起可用的磁碟空間,存儲精簡技術包括自動精簡配置、瘦克隆、壓縮以及重復數據刪除等等。這些技術都有一個共同的目標,即最大程度的引用已經存在的數據塊,消除或避免存儲重復的數據。然而存儲精簡技術對系統的性能稍有影響,所以對於用戶來說,只有在明確了性能影響程度並且能夠接受這種影響的前提下,才應該啟動重復數據刪除或數據壓縮的功能。性能和容量:密不可分存儲系統的性能和空間利用率是緊密相關的一對參數,提升或改進其中的一個,往往會給另一個帶來負面的影響。因此,只有好好的利用存儲分析和報表工具,我們才能了解存儲的真實性能表現,進而發現系統瓶頸並採取適當的補救措施,這是必要的前提。總之,提高存儲效率的工作其實就是在性能需求和存儲成本之間不斷的尋找平衡。