自动分层技术在IPS Power SAS控制器中的使用

自动分层技术能够在同一阵列的不同类型介质间，针对频繁访问热点数据进行自动层级化。此前，此项功能仅作为各个存储厂商传统磁盘阵列的高级功能启用，且需具备特定的软件许可和硬件微码，并且一定程度上需要在存储阵列上以池化的形式聚合不同类型的磁盘，无疑增加了操作的复杂度，例如 EMC 全自动存储分层缓存（ FAST Cache ）以及 IBM 的 Easy Tier 。使用此项技术 ，可以实现更好的性能、更低的获得成本和更低的运维成本。

浪潮商用机器横向扩展 Power 服务器的内部 SAS 控制器集成此项高级功能， 可以提高系统中运行的应用程序工作负载的 I/O 性能。集成的 SAS 控制器监控 RAID 阵列中数据的访问，每隔几秒或几分钟根据工作负载需求将热点数据移动到高性能 SSD 层，同时将冷数据移动到 HDD 层。

一个简单的数据分层功能图如下所示：

从操作系统的角度来看，这只是一个普通的磁盘。从 SAS 控制器的角度来看，有两个 Raid 组，其中一部分数据由一个 Raid 组提供服务，一部分数据由另一个 Raid 组磁盘提供服务。

在创建分层 RAID 阵列之后，集成的 SAS 控制器 RAID 存储子系统根据系统的工作负载特性进行自我优化，适配器将收集有关读取或写入的次数的统计信息，持续动态地响应工作负载的变化实时，通常在数秒内将热点数据移动到 SSD 。

Easy Tier 配置是通过操作系统 SAS 适配器配置实用程序完成的。下面两个图显示了通过 AIX 创建分层数组的示例：


（不仅仅 AIX 操作系统支持， VIOS 、 redhat 以及 SUSE 都支持此项高级功能。）

在实验室中对启用 Easy Tier 适配器进行了性能测试。测试的场景是一个使用基于事务的 IBM DB2 的股票交易应用程序作为工作负载。进行了两种测试对比，一种是使用两个 RAID 阵列（ SSD+HDD ）组成的 Easy Tier ，另外一种是不使用 Easy Tier 的 HDD 阵列。测试数据如下图所示，对于测试场景的平均事务吞吐量，在 HDD 阵列上的 TPS 为 30 ，而在 Easy Tier 上的 TPS 为 170 。 Easy Tier 阵列的性能是 HDD 性能的 8-10 倍

对于平均相应时间的测试数据，如下图所示。 HDD 阵列为 124 毫秒，而 Easy Tier 阵列的响应时间为 17.7 毫秒。

通过以上的测试对比，可以看到使用了自动分层技术后，可以显著的提高磁盘阵列的 IOPS 以及响应时间，亦可提高应用程序 工作负载的 I/O 性能。使用 Power Systems 内置的 SAS 控制器来实现高端存储的 Easy Tier 功能可以提升存储效率的同时，通过减少昂贵存储设备的使用降低总体成本。