IBM老牌全快閃儲存陣列結合全新網格控制器架構

我們每次介紹到IBM的FlashSystem這款產品，都會一再強調這是當前歷史最悠久的一個全快閃儲存產品家族，儘管發展時間久遠，FlashSystem的架構卻能持續推陳出新，面對不斷湧現市場的後起之秀，仍能維持足夠的競爭力。

這款A9000是IBM新一代FlashSystem快閃儲存陣列的基本款式，在既有FlashSystem 900全快閃儲存陣列的基礎上，引進了新的網格式控制器架構（Grid Controller），可提供豐富的資料服務功能，並整合了重複資料刪除功能，擁有較上一代產品更好的可用性與儲存空間運用效率。

FlashSystem的持續進化

FlashSystem是IBM於2012年8月收購老牌固態儲存廠商TMS（Texas Memory Systems）後，於2013年4月所推出的全固態儲存陣列產品線，源自TMS的Ramsan產品線。

2013年推出的第一代FlashSystem 710/720/810/820，其實只是TMS Ramsan 710/720/810/820的更名改款。從2014年推出的第二代FlashSystem 840起，才是真正具備「IBM色彩」的FlashSystem，底層架構仍延續TMS Ramsan，但採用全新機箱設計，以及新的Flash儲存模組包裝，還引進了更多樣化的主機端I/O介面，以及全新的管理介面。

FlashSystem 840奠定了日後這系列產品的基本型式，接下來在2015年初發表的下一代產品FlashSystem 900，是沿用了840基本設計，但改用MLC Flash晶片、提高儲存容量的改款。

不過發展了3個世代後，FlashSystem一直存在沿續自TMS時代的老問題——雖然擁有高I/O性能，但完全缺乏資料服務功能與擴充能力。

在TMS於2000年代初期發表Ramsan系列產品時（最早可追溯到2001年），是定位於為高I/O需求的關鍵應用服務提供儲存空間，所以只提供基本的磁碟管理功能，然後將擁有基本RAID保護的儲存空間，掛載給前端主機使用而已，不僅資料服務功能幾乎等同於零，沒有快照、遠端複製之類的進階儲存應用功能，也欠缺擴充能力。

這樣的產品定位，對於以前的應用環境來說沒有甚麼問題，不過隨著用戶需求的變化，加上其他全固態儲存陣列競爭對手紛紛以提供豐富的資料服務為訴求，FlashSystem便顯得缺乏賣點。

FlashSystem A9000是老牌的FlashSystem全快閃儲存陣列家族最新一代產品，採用獨特的3控制器構型，透過專屬Flash模組可提供57TB可用容量，並能在250μs的極低延遲下，提供50萬IOPS以上的效能。 

FlashSystem結合儲存控制器，提供完整資料服務與擴展性

為克服缺乏軟體功能與擴充能力的問題，在2014年下半年時，IBM推出由SVC控制器結合FlashSystem 840組成的FlashSystem V840，將FlashSystem 840介接在SVC後端作為儲存空間，一方面可利用前端SVC控制器的管理功能，提供更完整的高可用性與各式各樣的資料服務，並可透過結合多臺控制器或Flash機櫃，提供Scale-Up或Scale-Out型式的擴充能力；另一方面，則可利用後端FlashSystem儲存陣列，提供高速、低延遲的I/O效能。

接下來IBM在2015年初推出FlashSystem 900時，也持續採用這種做法，推出與SVC控制器結合的FlashSystem V9000。

而最新一代的A9000，便是沿續先前V840、V9000這個發展路線的新產品，底層仍以1臺FlashSystem 900全快閃陣列，提供儲存空間，但控制器部分改用3臺新的網格式控制器，取代了V9000的2臺SVC控制器。

由於後端同樣是1臺FlashSystem 900，A9000的IOPS效能其實並未超過上一代的V9000，存取延遲反而還稍有增加（從200μs增加到250μs），但透過新的控制器架構，能提供許多上一代產品沒有的新特性。

例如，相較於V9000源自SVC的雙控制器架構，A9000的網格控制器源自IBM XIV系列儲存陣列，提供了可用性更佳的3控制器與3複本快取（Cache）架構，另外也引進了全新的系統軟體，除了擁有企業級資料服務軟體功能外，還新具備當前全快閃儲存陣列不可或缺的資料縮減功能，包括壓縮與新增的重複資料刪除功能，進一步強化了這個老牌產品線的競爭力。

 FlashSystem A9000系統組態 

A9000是IBM基於原有的FlashSystem 900全快閃儲存陣列，結合源自XIV儲存陣列的網格式控制器架構而成，每套系統由3臺2U的網格控制器機箱，搭配1臺2U的Flash機箱，組成8U高度的完整儲存系統。

透過3控制器架構的網格控制器，為A9000提供兼具高可用性與豐富資料服務功能的存取服務。當前儲存陣列主流採用的Active-Acteve雙控制器架構，當1臺控制器失效時，雖能透過剩餘的另一臺控制器維持服務，但效能也會減半。而A9000則能藉由3控制器3控制器與3複本快取（Cache）架構，當其中一臺控制器失效時，造成的效能衝擊更小。由於快取資料被分散保存在3組網格控制器中，即使有2組控制器同時失效，系統也只會自動關機，而不會因遺失快取而導致資料損毀。

不過，從另一個面向來看，A9000儘管擁有3組控制器，但後端都是介接在同一臺Flash機櫃上，這也讓Flash機櫃成為影響整個系統可用性的關鍵環節。

A9000另一特點是透過採用專屬Flash儲存模組的Flash機箱，能提供極低延遲的I/O存取效能。當前大多數全快閃儲存陣列，都是使用SAS或SATA介面的標準2.5吋SSD，來提供Flash儲存空間；相較下，A9000的專屬設計Flash儲存模組則是採用PCIe介面，無論傳輸頻寬或存取延遲，都比SAS與SATA介面SSD更具優勢。

然而，A9000不提供外接擴充能力，整套系統就只有本身的1臺Flash機箱儲存空間可用。有擴充需求的用戶，可以考慮A9000的姊妹機型—具備Scale-Out擴充能力的A9000R。相較於固定3控制器組態、容量有限的A9000，A9000R則能組成4控制器到12控制器，從106～634TB容量的彈性擴充組態。

 FlashSystem A9000硬體徹底解剖 

A9000是混合了通用硬體架構與專屬硬體架構的儲存陣列產品，網格控制器部分屬於通用硬體型設備，Flash機箱則屬於專屬硬體架構設備。

A9000內含的3臺網格控制器，本身是普通的2U、二路Xeon E5伺服器，與市售的一般2U伺服器沒有太大不同，較特別之處，在於內含了用於保護快取記憶體資料的備源電池模組，並搭配專為A9000提供儲存管理服務的系統軟體。

至於A9000內含的1臺Flash機箱，則是IBM專屬硬體架構的FlashSystem 900快閃儲存陣列，從機箱、Flash儲存模組，到控制器，全都是專門打造的專屬規格。

透過通用的伺服器硬體，A9000的網格控制器具備了便於升級與擴充的特性。而Flash機箱則能透過專屬硬體架構，與基於PCIe介面的Flash儲存模組，獲得高儲存密度的硬體組態，以及低延遲的效能表現。

 FlashSystem A9000系統與管理功能 

A9000搭載的系統軟體，是源自XIV系列儲存陣列的IBM FlashSystem A9000/A9000R，目前的版本是V12.0版，可提供以網格架構為基礎的區塊儲存服務（FC與iSCSI），並兼具多租戶、精細的服務品質等級（QoS）等系統管理功能，以及Thin Provisioning、資料壓縮、重複資料刪除等儲存空間節省技術，還有完整的資料保護服務功能，其中包括：空間效率更好的Redirect-On-Write（ROW）式快照功能，以及同步或非同步的遠端鏡像（即遠端複製）、與加密等資料服務功能。

比較特別的是，A9000的資料壓縮與加密功能，都是搭配專屬硬體協同運作的型式。其中資料壓縮功能，是搭配安裝在每臺網格控制器中的2張Coleto Creek硬體壓縮加速卡來執行，可減少壓縮運算對控制器效能的占用。至於A9000的加密，則透過兩個環節來執行——首先是Flash儲存模組本身的加密功能，另外，再搭配IBM的安全密鑰生命週期管理（Security Key Lifecycle Manager，SKLM）軟體來運作。

A9000系統管理用的控制臺，是透過全新的Hyper-Scale Manager控制臺來執行。單就Hyper-Scale Manager而言，它是以實體或虛擬主機方式部署、基於RHEL x64作業系統的管理軟體，用戶使用瀏覽器登入Hyper-Scale Manager管理主機，之後，便能透過圖形化介面來設定與管理A9000。

Hyper-Scale Manager圖形控制臺

Hyper-Scale Manager擁有外觀十分新穎炫麗的圖形操作介面，整個控制臺首頁介面的組成，包含了功能選單列，以及分別用於顯示系統健康資訊、容量、空間節省效果與I/O效能的儀表板。

Hub式圖像操作引導

Hyper-Scale Manager引進了十分別緻的Hub式操作引導介面，從系統健康資訊的顯示，到儲存空間配置與資料服務等功能的操作，都提供了以主要操作目標為中心、下轄以不同功能為分支的Hub圖像，來引導使用者。

提供多樣化資料服務功能

FlashSystem A9000可提供快照、遠端鏡像（日後追加）等資料服務功能，其中快照是較節省資源的ROW型式，Hyper-Scale Manager控制臺同樣也是透過Hub圖像介面，來幫助使用者操作快照功能。

 產品資訊 

IBM FlashSystem A9000

●　原廠：IBM (02)8723-8888

●　建議售價：廠商未提供

●　機箱型式：8U，含2U控制器機箱×3+2U Flash儲存櫃×1

●　儲存容量：12～57TB可用容量

●　主機端介面：16Gb FC、10GbE iSCSI

●　後端磁碟介面：專屬PCIe介面

●　儲存進階功能：Thin Provisioning、資料壓縮、重複資料刪除、Redirect-On-Write（ROW）式快照、同步或非同步遠端鏡像

【註：規格與價格由廠商提供，因時有異動，正確資訊請洽廠商。】