董唯元：闪存引爆X86进化革命

2015年8月5日，由DOIT传媒和存储在线联合主办的2015中国闪存峰会在北京盛大开幕。本次峰会以“闪存加速数据经济变革——颠覆方式和速度”为主题，超过 500位各行业用户代表，数十位顶级学者、产业精英和技术专家出席，以圆桌讨论和主题演讲等形式，从不同角度深入探讨“闪存加速数据经济变革”这一话题。
 
在下午的主题演讲中来自上海天玑数据公司的董唯元发表了题为《闪存引爆X86进化革命》的演讲，以下为演讲实录：
 
大家下午好，今天这个场合大家都是做广告的，我至少在第一页做一下广告，天玑数据是做融合基础架构产品的。上午大家主要给大家上计算机课、技术课，刚才TCO给大家上经济课，我相信大家听了很多的技术课以后，想听点别的，我们先从生物课开始上。我们知道在生命整个的演化过程中，生命演化过程是非常不均匀的过程，如果我们把整个地球产生到现在46亿年浓缩到24小时以后，我们对应的时间点可以看到，地球早上3点的时候地壳就已经形成了，早上4点的时候生命已经出现了，但是最早的生命是原核细胞生命，不是真核细胞，但是上午10点左右的时候，真核细胞就出现了，但是之后真核单细胞生物统治地球20年之久，下一个重要时刻一直到晚上9点，从早上10点一直到晚上9点才出现了多细胞生物，但是出现多细胞生物以后，在短短10分钟以内就有了含武纪生命大爆发。真核细胞生物统治地球20年以后，寒武纪两三万年年今天地球上的东西都出现了，然后就迎来了各种各样丰富多彩的动物，两栖类大恐龙出现了，实际上比那还早，寒武纪生命大爆发初期就有比恐龙还大的小龙虾。生命的进化大家可以感受到它是极严重的加速过程，特别像我们IT整个技术的发展过程。尤其是单细胞向多细胞进化的时间点上。
 
我介绍一下单细胞怎么进化成多细胞。弱小和无知不是生存的障碍，傲慢才是。细胞进化也是这样的，单细胞在水里游来游去，碰到有机物就抓过来吞到自己的细胞里面就算吃，但是大细胞吞比较大的东西，小细胞就比较痛苦，碰到比自己大的东西自己吃不小，小细胞手拉手围着一个大的东西，这就是消化腔，有了消化腔以后，一堆细胞发现，有一些细胞发现自己可以不用参与消化，就可以干别的了，真正的多细胞生物是有组织分化的，里面的DNA一样，但是有的长成了细长的神经细胞，有的长成了脂肪细胞，不同的组织才形成了一个有机体。
 
我们看整个数据中心的进化，目前我们正在经历的是从Sacle up到Scale at will。拿生物进化的概念类推的话就可以明显预见到未来所谓集群、聚合，不管叫什么名字，应该不是简单的消化腔，不是简单的同质化的集群，一定是有异化特征的，一定是更像一个多细胞生命体一样，有多种不同的共同基因，不同功能的组织有机整合在一起的整体的数据中心。
 
这个事跟我们今天的主题有什么关系？我们今天叫闪存峰会，我们认为闪存在进化过程当中起到了很重要的基因突变的作用。基因进化除了环境选择，很重要的是基因突变，才会产生多样性，通过外界选择。今天闪存的应用，就让这些X86生态里面出现了很多非常强烈的基因的突变，但是这个图里面，同时还会看到说，多个X86组合在一起，他们要有化学协同，今天化学协同机制已经很成熟了，就是软件定义技术和虚拟化技术，这些技术把一堆X86的资源拉通，可以自由流动，自由协同。闪存的突变带来了X86整个生态的变化。具体有哪些变化呢？这个就特别多了，这个地方就更技术化一点。
 
我们具体是做产品的，具体做超融合一体机产品的时候碰到的很多问题，都需要完全换一个角度去看。今天有了闪存以后，传统特别高大上的协议变屌丝了。大家如果接触这些技术的话就特别的明显。传统一个机械磁盘的延迟时间是很长的，中间需要通过各种缓存，但是今天闪存的IO延长时间是亚毫秒级的，这个世界上最大的存储公司，最核心的全闪存磁盘阵列，写在首页的参数，我的全闪存某某IO延迟时间能够低达1毫秒，所有这屋子里的人都觉得这是可笑的数字，简直不能接受。上来第一件事，你会发现现在很多做一体机，包括我们自己做一体机的时候，上来第一件事，把传统的协议替换。大家看到包括我们在内很多做一体机的厂商，做低延长，就要把传统的东西替换。一模一样的硬件环境，一模一样的闪存，跑数据库等等。事实上至少在我们公司里面，研发测试产品的时候，告诉我IO延迟时间大于0.2毫秒，我们就认为这个不用考虑了，这就不是我们想要的东西了。传统很高大上的链路协议，经常被颠覆掉，变成屌丝。传统磁盘阵列，缓存说法特别多，怎么把随机变成顺序，面条带写，说法特别多。但是大家发现闪存不需要自作聪明，你把所有闪存中间层都拿层了，不需要你做随机变顺序。对闪存来说，随机和顺序，我的IO反应时间是一样的，尽快把IO送下来就可以了，所有自作聪明的都是耽误时间，都是额外的负担。设计全闪存系统的时候，或者带有闪存系统的时候，传统IO的策略，基本出发点，基本逻辑就要重新考虑了。Linux访问磁盘的时候，都得过一个设备驱动，最多帮你装多少指令，队列深度，我们测传统磁盘的时候，设计16、32，最多到64就够了，传统的磁盘阵列没有那么快，队列深度32、64已经用不完了，实际上很多操作系统到上面都是假的。Linux就给你设到128，认为你可能有超过128个队列深度。Linux里面的队列深度128完全足够用了。一个PCIe闪存卡不过任何设备，在本机里面有40万个IOPS，但是拉到另外一个主机，通过链路管理，40万个IOPS到这里就变20万IOPS了。队列深度上不去，改参数，这也不是小工程，这是大工程。
 
更有挑战性的比如说中断模式。国内、国外有一些厂商研究，NVME已经出来了，这是最快的闪存接口了，传统的中断处理模式可能对它造成麻烦。传统处理中断的时候，CPU该干什么就干什么。但是NVME快到什么程度？CPU一中断再回来，和处理时间差不多在一个量级上。有人研究过，国内的公司的研究院研究过，把单独核拿出来，单独处理这个，不要中断，我就专门处理IO中断，什么时候扔处理请求我就处理。从模式的切换，让一模一样的闪存卡让一个10万的IOPS提升到20万的IOPS。闪存带来很多传统处理机制的冲击，至少在我们X86体系里面，产生的挑战特别多，所以会带来很多的多样性。
 
在更大的尺度上来看存储这件事，网络是数据跨空间传递，存储是数据跨时间传递。我们现在说大数据，实际上有点从牛顿力学转到爱因斯坦相对论，把时间带进去。以前我们关心的就是静态数据，今天我们关心大数据的时候，要把时间轴带进去。我们倒退回去看整个ID历史的发展过程这点很容易理解。以前单机年代，我还很小的时候，那时候大家买计算机讨论CPU，那时候大公司是微软，后来有了网络，大家就关心网络的事，然后就数据关系就多了，然后专门处理数据之间的关系，这个关系主要是空间的数据关系。实际上早期也不是Oracle一统天下，最早也有最强数据库，各种各样的数据库。后来又了一门专门研究关系数学，这个成为正宗体系，有了比较体系化的研究和论证以后，基于理论才有了关系型数据库的产品。后来出现了存储，实际存储是一个数据跨时间传递，等于说在传统网络上加了一个维度。传统的关系数学没有时间维度。为什么我们今天看大数据，大家永远觉得晕，大数据出一个hadoop，各种各样大大小小的分门别类的东西，特别的乱，就算哪个公司站起来，我整理一下各种场景的商业版本，把它打包成商业化的东西，一看十几个。大家感觉这个东西还没有成型，这个东西还是模糊状态。
 
早期数据库不是光有关系型数据库，还有其他的数据库。大数据也是这样的，缺理论，就是缺关系数学里面跟时间相关的那部分理论，至少在今天关系数学里面把时间带上。今天关系数学从从空间学变成时间空间数学以后，大数据才能会成为产业的征兆或者局面，否则只是局部性的应用，很难做整体性的推广。我们的闪存在存储层面发挥着更大的作用，让时间的颗粒度比原来细了很多。闪存提升了速度，提升的是时间密度。
 
还有外部环境，闪存是基因的突变，基因的突变让X86有很多异化的可能，外部关系是什么？我们看到外部环境，互联网的应用，尤其移动互联的应用，很多需求都是倒推回去，3、5年都没有听说过的东西，都没有看到那么极致化的要求。别说IT了，比如说现在的很多职业，互联网领域新生的职业，我都没有听说过，至于我的父辈根本不理解，他们那个年代这个世界就360行，有了互联网变成了3600行，移动互联就变成了36000行，这个行当之多，每个人都有不同的行当，你一边上班，一边是Uber司机。每个场景都有不同的需求，需求都是极致化的，需修都是极变态的。尤其是我们人口大国，移动互联的基数，上海说无线要覆盖整个会场。一般的wifi设计，一个基站覆盖多少点，他们说那个人口跟公共汽车一样，相当于上百辆公共汽车堆在一起，让每个人都要覆盖。微信要处理几亿在线用户的信息交互，及时性非常好，最后不光自己开发KV的文件系统，而且用全闪存做。很多极致化的需求，让大家尽可能探讨怎么极限化的满足需求，就出现了类似像CAP原理这种框架性原理，在极限化需求推动下，大家突然发现有一些需求要想做到极致，那个东西就保证不了，就像测不准原理一样。从外界环境来讲，对IT应该长成什么样，有了严重差异化的需求，不可能将来的数据中心都长成一个样，用一种技术、一种形态满足所有的需求。今天的需求和框架原理告诉你，这是不可能的，未来一定是多样化的，环境是多样化的，又有了突变的基因，我们就会看到未来的X86在整个生态里面的爆发增长，一定是可以预期的。事实上趋势已经很明显了，截止到2014年底的时候，unix小型机卖六七十亿，存储130亿，X86服务器190亿。今天已经是这样的局面，今天已经是全中国的小机+存储等于X86总额的一半。但是这个还不够，X86自己内部会发生剧烈的分化，就像多细胞生物出现以后，单细胞生物还存在，但是在多细胞研究里面，单细胞生物完全可以忽略不计了，除了非典的时候大家关心它一下。
 
这是我们公司的产品，我们也是基于这样的认识，一个数据中心大一统的方式也好，单一形态的方式也好，很难满足所有的需求，所以我们的融合基础架构的产品，现在分了三个形态，面对三个不同的典型场景，一个是替代传统小机的PBdata，高性能、低延迟，运行传统的关键业务，运营数据库，上面没有虚拟化的事。还有私有云Pridata，它要求性能没有那么高，但是扩展能力和灵活性要求高一点。Phegdata是非结构化的数据。至少我们的理念不同的场景要给不同的东西，朝着不同的方向优化。我们也看到美国超融合的倡导者，他们倡导的比较极致，认为全世界的数据中心完完全全软件定义，硬件都是同样的砖块，我们认为今天还没有到这个时候，我也不认为未来有一天到这个时候。我们认为差异化永远有软件和硬件的差异。至今为止很多大一统的思想和出发点，几乎最终一定面临失败，最近很典型的，今天你去北美、硅谷，跟业内的人员去探讨openstac未来的时候，大部分的人对openstac的未来是非常悲观的，甚至有人说还谈这个干什么，那个不是已经是过去的东西了。理由很简单，长期不稳定，长期没有办法成为可落地稳定的东西，它成为大家自己DIY东西的出发点，追求那么多，想把所有的东西纳入到这个框架里面，大一统的思想给自己本身的稳定带来很大的问题。
 
我们可以展望一下，整个X86的生态是非常多样化的，未来的数据中心满足的是各种各样不同极致化的需求的话，从厂商角度来讲，我认为会发生变化，今天的用户会到大厂商买东西，一站式交互什么都有，既有网络设备、服务器、存储，还卖手机，这个方式决定了你不可能了解你的用户想要什么，这个很像超级市场，你说超级市场了解你要什么吗？其实不了解。其实尽可能把所有的东西摆带那，你挑自己想要的就可以了，并不能给你提供一个为你量身订作的完整的解决方案，虽然天天这么说，但是实际上没有这个能力。不仅没有这个能力，随着极致化需求的推演，精品永远不会出现在超市，只会出现在专卖店里。如果你是普通用户，或者你是过日子的人去超市买日常所需就可以了，如果你是发烧友或者有更多追求的时候，你想喝一杯咖啡，体验一种很悠闲的状态不会去超市买速溶咖啡买杯子自己冲着喝，你一定会去shopmall，超市的业态不会下去，超市就是给普通过日子的人一个日常支撑。在这个业界里面，今天什么都卖的大公司，未来就是一个超市，卖的东西多，东西全，但是不能做最贴心的服务，真正给你最贴心的服务一定是专业的公司只做一件事。乔布斯说用户不知道自己想要什么，做产品的人肯定比用户更知道他想要什么。我从来就没有认为乔布斯这句话说的对，虽然我也是乔布斯的粉丝，我很认同他个人也好、公司也好的成就，但是我从没认为他说的是对的。在数据中心这个领域，用户比厂商更明白他要什么。乔布斯说的是玩具逻辑，玩具用户不知道想要什么，他期待厂商给他惊喜。苹果出的产品，基本上都是更像一个玩具，为什么不是主流商用的东西呢？更多的玩具的成分大于了实用成分。数据中心理论，你是CIO，你经营企业应用，你不需要玩具成分，你需要的是扎扎实实的实用主义的成分，在这些成分上，没有任何一个厂商敢说比用户更了解用户的需求，我是这么认为的。我们能做的只是说，尽可能把我们所了解的，所掌握的，尽可能提供给用户而已，更多的跟用户在一起，谢谢大家。
   
 
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