分級存儲降低能耗

賈生寧

數據分級存儲是指將數據存放在不同級別的存儲設備(磁盤陣列、磁帶庫、光盤庫)中,并通過分級存儲管理軟件實現數據在存儲設備之間的自動遷移。用戶可以根據數據的訪問頻率、保留時間、容量、性能要求等因素確定最佳存儲策略。

數據分級存儲的工作原理是基于信息生命周期管理(ILM),通過將不經常訪問的數據自動遷移到存儲層次中較低的層次,從而釋放高成本、高能耗的存儲空間給更頻繁訪問的數據,這樣可以獲得更好的性價比。

另外,通過將訪問頻率較低的數據備份到離線的存儲介質(如磁帶)中,可以更有效地利用有限的資源,顯著降低維護這些數據帶來的開銷,同時又可以滿足相關法規的規定。

通常情況下,多級存儲系統可分為三個層次,即在線存儲、近線存儲和離線存儲。

提高資源使用率

將使用率低的數據遷移到功耗低的設備上,尤其是將數據遷移到大容量的離線設備上,可以釋放這部分數據占用的系統資源,提高資源使用率,減少相關存儲設備的數量,從而有效減少存儲設備的電力需求,保證重要在線業務的能源需要,同時減少降噪、冷卻帶來的額外能源開銷。

采用不同存儲設備

在線存儲、近線存儲和離線存儲對系統的性能要求各不相同。

在線存儲對性能要求較高,可以采用高速的磁盤設備。但采用高速磁盤作為在線存儲設備時,其能耗要高于低速的磁盤設備(如SATA磁盤等)。比如,FC磁盤正常工作時的功耗為27.73W,但大容量的SATA磁盤正常工作時的功耗僅為12.8W。如果保存100TB的數據,需要的FC磁盤與SATA磁盤的數量分別為334個(以每個FC磁盤容量300GB計算)和100個(以每個SATA磁盤容量1TB計算)。為保證這些磁盤的運行,FC磁盤與SATA磁盤的電力需求分別為9262W和1280W(不包括RAID等額外的磁盤開銷)。從這一點可以看出,在近線存儲設備中,采用高容量的低速磁盤來存儲不經常訪問的數據,可以大幅降低能源的消耗,達到節能的目標。

與磁帶設備相比,近線存儲采用磁盤設備,可以大幅提高系統的備份與恢復速度。以華為賽門鐵克公司的VTL3605虛擬磁帶庫為例,其備份速度可以達到1.5TB/h,但離線存儲的備份速度只有288GB/h。僅從這一點來衡量,虛擬磁帶庫的備份速度遠遠高于磁帶設備。

在實際應用中,用戶可以綜合考慮性能與業務的需求,將對實時性要求較高的關鍵業務放到高速、高能耗的在線設備上,而將對實時性要求較低的數據遷移到低能耗的近線設備上,從而有效降低能源的開銷。

固態硬盤(SSD)兼顧了性能與環保的要求,可用于在線存儲,以降低系統能耗,并提高系統的性能。但由于SSD的成本較高,目前還沒有得到普及。

減少設備占用空間

為了滿足日益增長的數據存儲需求,用戶不得不購買更多的物理磁盤。高速的SAS磁盤最多只能提供300GB的存儲空間,而低速的SATA磁盤則可以提供高達1TB的存儲空間。用戶可以將訪問頻率較低的數據從在線的高速磁盤遷移到大容量的存儲設備上,釋放寶貴的在線資源給關鍵業務。此外,近線系統可以采用大容量的低速存儲設備以及空間利用率較高的RAID 5算法,并對數據進行及時歸檔,從而減少磁盤使用量,減少機房的設備占用空間,避免擴容的風險。

隨時釋放存儲資源

分級存儲是根據信息生命周期管理策略對數據進行管理的。將那些過期無用的數據及時從設備中刪除,也可以達到節約資源的目的。華為賽門鐵克綜合考慮數據的屬性,在條件允許的情況下盡量采用數據分級存儲的方式保存數據,從而達到節能的目標。