區塊(Block-level)儲存一向是企業儲存應用架構的核心,提供區塊儲存服務的儲存陣列,也是企業資料中心儲存基礎架構不可或缺的一環。但隨著公有雲區塊儲存服務的興起,今日的企業區塊儲存基礎架構,已成為公有雲與本地端兩大類型分庭抗禮的局面。

而公有雲服務龍頭廠商AWS近日對旗下EBS區塊儲存服務的更新,以及市調機構Gartner日前發布的2020年主要儲存陣列(Primary Arrays) 魔力象限(Magic Quadrant,MQ),給了我們在2020年末,檢視公有雲與本地端區塊儲存業界當前形勢的契機。

AWS區塊儲存服務大更新

在日前的re:Invent 2020大會中,AWS大舉更新了Elastic Block Store(EBS)區塊儲存服務,推出了2種新的儲存區類型,擴展了EBS涵蓋的儲存應用範圍,也顯著提高了AWS面對其他公有雲服務商的競爭力。

在2020年中以前,AWS EBS原本提供了4種儲存區層級選項,包括基於SSD與基於硬碟等兩大類。其中基於SSD的服務有兩種,分別是布建IOPS SSD(Provisioned IOPS)型的io1服務,以及一般用途SSD (General Purpose SSD)型的gp2服務。

而在基於SSD的服務方面,同樣也有兩種,一為輸送量優化HDD(Throughput Optimized HDD)型的st1,還有冷HDD(Cold HDD)型的sc1。

而從2020年中起,AWS陸續更新了EBS的SSD類型儲存服務,新增了3種儲存區層級選項,首先,是在2020年8月推出布建IOPS SSD型服務中的新類型io2,接著又在2020年12月的《re:Invent 2020》大會中,發表一般用途SSD型服務的新選項gp3,以及仍在預覽狀態、屬於新一代佈建IOPS SSD型服務的io2 Block Express。

更耐用的高效能SSD型服務io2

相較於先前的io1服務,新推出的io2服務,可說是EBS服務朝向更高效能發展路途上的里程碑。就規格來說,io2有2大突破:

●更高的耐久性:先前AWS是以年故障率(Annual Failure Rate, AFR),來作為EBS儲存區的耐久性(durability)衡量標準,現在則改以裝置維持完好的期望值來表述。原先EBS服務的年故障率是0.1~0.2%,換算為完好率則為99.8~99.9%的耐久性。而新推出的io2服務,則將耐久性提高到99.999%,提升了一、兩百倍之多,AWS宣稱比商用磁碟機可靠了2,000倍。

●更高的效能:io2的單一Volume儲存區IOPS效能上限,與io1同樣都是64,000 IOPS,但io2的每GB空間IOPS效能,可以達到500 IOPS/GB,相較於只有50 IOPS/GB的io1,提高了10倍。

這也就是說,以往io1必須透過至少200GB的儲存區空間,才能匯聚出10,000 IOPS的效能。而現在io2只需20GB儲存區空間,就能匯聚出同樣的10,000 IOPS效能,更適合I/O效能需求高、但容量需求相對有限的資料庫等應用環境。

EBS規格新頂點io2 Block Express

為了對抗身為公有雲服務商龍頭的AWS,過去1、2年以來,幾家公有雲服務商,紛紛以更高的效能與擴展容量,作為新的區塊儲存服務訴求。

例如,Azure新推出的Ultra磁碟服務,單一儲存區的效能上限便達到160,000 IOPS,容量上限則為64TB;而Google Cloud的永久磁碟區塊儲存服務,最高效能也提高到單一儲存區100,000 IOPS以上,以及64TB的Volume容量上限;阿里雲在ESSD高效能區塊儲存服務中,提供單一儲存區100,000 IOPS以至百萬IOPS的效能,以及最大32TB的儲存區容量。

與前述更高效能的區塊儲存服務相較,AWS EBS的單一儲存區64,000 IOPS效能,以及16TB的容量上限,便瞠乎其後了。這也迫使EBS的用戶在需要更高效能與容量時,必須透過同時啟用更多的儲存區,來匯聚出需要的容量與效能。

如今EBS效能與容量規格較為落後的問題,透過《re:Invent 2020》大會中宣布進入預覽階段的io2 Block Express服務,將可望獲得解決。

io2 Block Express是EBS布建IOPS SSD型服務的新類型,特色是透過新的儲存伺服器架構,以及新的網路堆疊架構,從而實現更高的效能。以及更低的存取延遲。

io2 Block Express的單一Volume儲存區可提供最高25.6萬IOPS效能,以及4,000 MB/s傳輸率,是原本io1與io2儲存區的4倍,每GB容量的效能則為1,000 IOPS/GB,分別是io1與1o2的20倍與2倍。而且io2還擁有sub-millisecond等級,即1ms以下的存取延遲,相較下,io1與io2的存取延遲是10ms以下。也就是說io2 Block Express的存取延遲只有io1與1o2的1/10。

而在容量上限方面,從io2 Block Express起,AWS EBS終於擺脫了長期以來的16TB Volume儲存區上限,一舉將容量上限提高到64TB,趕上了其他服務商的水準。在耐久性方面,io2 Block Express則與io2同樣都是99.999%。

以前述效能規格來看,io2 Block Express足可與阿里雲的ESSD並列,成為當前最高效能的雲端區塊儲存服務,也足以替代以往必須透過本地端全快閃SAN儲存陣列,才能支撐的I/O密集型關鍵應用。

效能配置更靈活、成本更低的gp3

在《re:Invent 2020》大會中,AWS也宣布他們已經發展了新的EBS架構,分離了原本互相掛鉤的運算與儲存堆疊,從而可為用戶提供更具彈性的I/O效能與容量擴展。

在以往,EBS的效能增長幅度等比於容量,所以用戶必須匯聚更大的儲存區空間,才能得到更高IOPS與傳輸率,用戶往往必須超額配置容量,來取得需要的效能,這也意味著用戶必須為那些實際上用不到的額外容量付費。現在,透過EBS的新架構,便不再有前述限制,可依實際需求擴展需要的容量或效能。

直接受益於這種新架構的EBS服務,便是新推出的gp3,這是EBS一般用途型SSD儲存服務的最新成員,與既有的gp2儲存區相比,gp3的成本低了20%,還提供更彈性的效能擴充能力。

目前gp2的基準效能,是每GB空間3 IOPS效能,可擴充到單一Volume最大1.6萬IOPS與250 MB/s傳輸率。也就是說,用戶必須配置多達1TB空間,才能得到3000 IOPS效能。

而新的gp3服務,則提供了無論任何容量、都擁有3,000 IOPS與125 MB/s傳輸率的基準效能,單一Volume最大IOPS效能與gp2同樣是1.6萬IOPS,但最高傳輸率為1000MB/s,4倍於gp2的最大傳輸率。

透過gp3,用戶可以獲得需要的I/O效能,而不必超額配置容量,用戶還能無縫地將資料從gp2遷移到gp3。

從Gartner魔力象限檢視儲存廠商勢力消長

對照2019年與2020年版的Gartner主要儲存陣列(Primary Arrays) 魔力象限,可以看出過去一年多時間以來,企業級儲存陣列主要供應商的勢力消長情況。

Gartner的「主要儲存陣列」,指的是本地端的全快閃、混合快閃與磁碟陣列設備,以提供區塊儲存為主要目的,可能也能兼用於檔案與物件儲存服務。隨著儲存陣列產品的演進,快閃儲存已經是普遍配置,於是Gartner從2019年起,便以涵蓋更廣泛的主要儲存陣列魔力象限,取代了過去的全快閃儲存陣列與通用儲存陣列兩份魔力象限。

如同Gartner的其他魔力象限報告,主儲存陣列魔力象限的構成,也是以執行能力(ability to execute)與視野完整性(completeness of vision)為縱軸與橫軸,並以4個象限,將相關供應商區分為領導者(leaders)、遠見者(visionaries)、挑戰者(challengers),以及利基者(niche players)等4種類型。

我們可以個別廠商所處的象限與座標位置,看出Gartner對這些廠商的評價。

在2019年的主儲存陣列魔力象限中,位於領導者象限的廠商有8家,又可分為第1領先群與第2領先群兩組,前者包括NetApp、Dell、Pure Storagen與HPE等4家,後者包括IBM、Infinidat、華為與Hitachi Vantara等4家。而在2020年的魔力象限中,領導者象限同樣也是這8家,但其中Pure Storage與IBM兩家廠商的位置有所變動。

變化較大的,是挑戰者、遠見者與利基者這3個象限。在2019年版主儲存陣列魔力象限中,這3個象限分別有4家、1家與5家廠商,但是到了2020年版魔力象限,這3個象限分別有4家、0家與1家廠商,有5家廠商被排除到魔力象限外,另外新增了1家廠商。

從今年的魔力象限,可以看出過去一年來主儲存陣列市場的態勢,顯然的,疫情與全球經濟下滑的影響,嚴重衝擊了業務執行能力較弱勢的廠商,以致今年的遠見者象限呈現一片空白,缺乏有份量的新創廠商,另外也導致產品涵蓋有限的利基者象限供應商,紛紛跌出榜外。只有兼具技術與業務能力的領導者象限廠商,以及擁有強勢業務執行能力的挑戰者象限廠商,能保有一定的局面。

上升者

包括Pure Storage、IBM與浪潮(inspur)等3家。其中Pure Storage與IBM兩家,在去年與今年都屬於領導者象限,但Pure Storage超過去年的榜首NetApp,成為今年的榜首,另外IBM也從第2領先群躍入了第1領先群的位置。

Pure Storage去年推出的FlashArray //C快閃儲存陣列,以及Cloud Block Store雲端儲存服務,有力地擴展了該公司產品涵蓋面。IBM則重整了旗下的FlashArray快閃儲存陣列產品線,產品架構更具通用性,另外也推出新一代高階儲存陣列DS8900F,繼續在大型主機領域占有領先地位。

至於浪潮,去年並未在這個魔力象限中,今年則一舉進入魔力象限的挑戰者位置,該公司主力產品是HF與AS系列,涵蓋了中、高階範圍,並在近期推出HF系列最新版本HF5000F。浪潮的產品價格相當有競爭力,同時也能提供與一線大廠相近的AI管理平臺,以及Kubernetes支援等特性。

脫隊者

去年曾出現在主儲存陣列魔力象限的5家廠商,包括Synology(群暉)、Infortrend(普安)、WD、NEC與Kaminario,今年都不符合Gartner的評估標準,以致被移出魔力象限外。

其中WD由於已將IntelliFlash儲存陣列產品線,因而已不再是儲存陣列產品供應商。類似的,目前已更名為Silk的老牌快閃儲存供應商的Kaminario,近年來的發展相當掙扎,業務方向轉為軟體定義儲存,也不再是儲存陣列供應商。

另外,由於Gartner的評估標準中,有一項是要求必須在過去4個季度擁有5000萬美元以上的銷售額,這或許就是Synology、Infortrend與NEC今年未列入魔力象限的原因,同時也是VAST Data與StorOne等極具潛力的新創廠商,未能入榜的原因(否則這兩家廠商很可能會進入遠見者象限)。


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