Per Brashers：硬件改造将对软件产生重大影响（上）

关于Per Brashers

Per是一位极具远见的存储战略家。他发明创造了若干对业界具有深远影响的存储平台，其中包括用于Facebook引领的Open Compute Project系统下的OpenVault及Cold Storage解决方案。他设计了多个适用于数据中心中的互联系统。Per还是pNFS-Block的作者，也是现今最快的Hadoop存储阵列系统的架构师。Per还将传统的3X复制策略转化为纠删码（erasure code）的存储方案，从而最大化使用效率。
 
Per的名下共拥有21项（含待发）专利发明，多数在存储领域，擅长解决存储及存储网络连接、数据块、文件及对象存储等方面的问题，并擅长于利用纠删码来实现数据分布，弹性调度及提升效率。Per在删除重复存储以降低存储成本方面也是专家。他善于将用户的需要转化为切实可行的执行方案，专长于在Hadoop及BigData应用领域的性能改善。他身兼数任，工作在NAS、SAN、IP网络连接、备份及恢复方案、应用性能分析等多个领域，并兼负标准起草/编辑、难题专家、发明人等多重身份。
 
Per的兴趣与关注点还不仅限于此，他竭力为了改善人们的居住环境献计献策，如为住家提供空气效能方面的的相关发明作出了不懈努力。Per的业余爱好之一是有机种植，同时也是一位家庭啤酒酿造师，曾获得UC Davis 酿酒科学的荣誉硕士学位。同时，Per 还在不断学习改进其葡萄酒酿造技艺！

Per有着丰富的存储系统设计经验，对软硬件结合有着清晰的思路，下面是Per在2013年9月XLDB（第七届超大型数据库大会）上发表的看法，虽然有些趋势可能已经被实现，但是其中存在的价值仍不可忽视。

硬件的改造将对软件行业产生重大影响

Per从存储、控制器（或网络）、内存、CPU、数据中心环境五个点着手，分享了硬件领域的变革趋势，并分析了这些变革对应用程序的影响：

一、 存储

1. 存储的趋势：SATA-4被IETF否决、混合类型磁盘将大有可为、对象存储正在侵蚀整个世界、SSD在短期之内仍然得不到完全利用、云存储将减少机构的内部磁盘采购、移动计算将完全建立在SSD上、专为大数据设计的新类型磁盘将诞生、机构将被新类型的磁盘密度问题困扰。

2. 磁盘耗电将影响到采用。相信不久后，2.5英寸磁盘就会被广泛的用于大数据场景，除下有人能找到优化3.5英寸磁盘的电能消耗方法。

3. 磁盘性能增加遥遥无期。在过去，磁盘访问速度增长相当可观，但是在2000年后，整整13年都毫无提升。

4. 基于历史的推测。在过去，容量增长呈线性增加，但是当下基本上已到一个瓶颈。

5. 磁盘密度未来堪忧。随着密度增加放缓，游戏规则已经被改变：首先，当下的探索已转变为数据的寿命，同时减少运维已经成为大家追逐的目标；其次，在之前，磁盘技术迭代时间是3年，然而当下已转变为5年，磁盘使用寿命也必须随之增加，毫无疑问，这将对RMA值和销售增量产生影响；最后，新的控制器需要针对现有数据集的数据存放空间及启动性能设计。

在数据爆发的当下，如此堪忧的前景将会对应用程序设计产生众多影响，这里主要从发展情况和数据持久上看：

1. 发展情况

• 不要期待存储容量在短时间内的爆发增长
• 对闪存的依赖增加，然而API还不能完全的成熟使用闪存
• 针对大数据的磁盘设计可能成为一条出路，然而持久性将成为致命缺陷

2. 数据持久

• 新的替代方案可能不会带来本质性提升，除非应用开始就针对其设计
• 拆分RAID将提供类似DEC的效果，机架和层布局需要设计成为为系统的一部分
• 针对RV和缓解bit-error速度设计可能会有助于性能提升。如果应用可以纠正一些bitwise错误，并重试那些无法被修复的，系统的IOPS将会显著增加

二、 控制器/网络

控制器及网络发展趋势：性能更强，体积更小；12GBb可能是最终状态；SAS和PCiE将是这个领域的角逐者；PHY add-ins将需求更复杂的配置；芯片销售将被拆分；DMA/RDMA已经成熟落地；设备级的合作将增加，机构的目标将放到RAID拆分上；T10-diff及其他校验/安全特性；传统的RAID仍然是主要收入来源；网络将会有巨大的改变，比如SAS/PCiE/Silicon Photonics及OpenFlow/“Agnostic Networks”。

基于控制器/网络的改变又会给应用程序带来什么样的影响？这里同样从发展情况和数据持久两方面来看：

飞速发展

• 新类型的通信渠道将出现，Open Socket，可增加设计，封闭的Socket将会被取代
• 控制器的智能化，新的应用程序和驱动可以从中获益
• 新的密度解决方案将带来IOPS并节约电能，闪存的辅助将弥补转速的不足

数据持久

• 数据最终将变得可以移动，非分层拓扑将提供更好的带宽
• 许多持久性任务可能会被下压，比如加密、错误处理等
• 网络的聚合意味着更多的预留容量，QOS已老，新的思想需要被建立