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扬长避短：好钢用在刀刃上
在过去的一年中，苹果公司的iPad和新一代MacBook Air相继推出，在消费类产品中掀起了新一波的SSD（Solid State Drive，固态驱动器，俗称“固态盘”）热潮。不同之处在于，在以iPad和iPad 2为代表的平板电脑市场，SSD已经成为事实上的标准存储配置；而在笔记本电脑市场，目前还只有MacBook Air这样的高端产品，才能做到标配SSD。
一种技术能够被某个市场接受到什么样的水平，很大程度上取决于其相对优势与客户需求的契合度。听起来有些拗口，正好以SSD为例来说明一下。
2008年，某知名企业存储厂商对SSD与HDD价格走势的预计，笔者当时就认为过于乐观了。现在回过头来看，不要说2010年年底SLC NAND SSD成本低于15K RPM HDD的“乐观估计”没有实现，2014年SSD成本追平硬盘驱动器的“保守估计”也很不保守
众所周知，与硬盘驱动器（HDD）相比，SSD的优势有很多，包括更好的性能、更短的响应时间、更低的能耗、绝佳的抗震性，提高的幅度从几倍到几个数量级不等，还有几乎不受尺寸限制，可以做到很小的外形，具有很好的灵活性；劣势主要是容量不足，价格偏高。
就平板电脑而言，上面提到的SSD的优势，都是非常必要的，劣势则处于可接受的范围——容量至少够用，而价格在整体成本中所占比例也不算大。比较之下，SSD对硬盘驱动器占尽上风，所以是……必须的！
2.5英寸笔记本电脑硬盘驱动器与SSD价格对比表（2011年4月，单位：美元）
表中所列驱动器接口均为SATA 3Gb/s
硬盘驱动器都是希捷官方网站零售价；
Intel SSD 320则是千块批发价（零售应该只高不低）；
Intel X-25E来自Intel官网上列出的零售商最低价。
关键有两点需要注意：
在同一系列中，随着容量的提升，硬盘驱动器的单位成本呈明显下降趋势，SSD则变化不大。这是由两者结构的不同所决定的，此处不展开论述。要点是结论——容量越大，硬盘驱动器的成本优势就越明显。如果要获得最大的容量，SSD的价格是HDD的十倍以上；
由于仍采用过时的50nm工艺，X-25E的容量很小，报价也有一定的水分。但是从中可以看出，基于SLC NAND的SSD，成本又比基于MLC NAND的SSD高一个级别。
这些优势在笔记本电脑中也适用，但有半数左右不是很迫切的需求，譬如抗震性、小尺寸，至于省下的那点能耗，在动辄数十瓦的CPU面前，简直是浮云。劣势则被放大——百十GB不够用，数百GB价格又太高，而且用来保存不常访问还占用很大空间的视频等内容也不划算。因此，硬盘驱动器仍有很大的市场空间。
企业级SSD的道理与消费类SSD是相通的，说来说去，就四个字：扬长避短。
上溯起来，企业级存储领域开始接纳SSD的时间，并不比消费类产品晚。早在三年多以前，也就是2008年1月，已经有存储大厂宣布在高端存储系统中支持采用SLC NAND闪存的SSD。这么迫切是有道理的：在消费类应用中顺序访问所占比例较大，SSD在这方面的带宽性能，也就是硬盘驱动器的几倍而已；而在高端存储环境最看重的随机访问性能上，SSD的IOPS（I/O per second，每秒I/O数）是硬盘驱动器的30倍以上！
企业级SSD领先厂商STEC以其旗舰产品ZeusIOPS SSD与企业级硬盘驱动器（eHDD，10K/15K RPM，反正在SSD面前都差不多）进行的对比，左侧是IOPS性能， SSD在读取时78倍于eHDD，写入时不到10倍；右侧则显示在同样达到135K IOPS的情况下，SSD的能耗比eHDD低了近两个数量级。数据有一定夸大成分，仅供参考
并且，考虑到SSD的能耗通常是15K RPM硬盘驱动器的几分之一，达到同样的IOPS性能，全换成SSD，能耗可能只有硬盘驱动器的百分之一左右。这样大幅度的节省，对于会有成百上千个驱动器的存储系统来说，绝不是个小数目。
不过，IOPS性能可不是衡量存储系统的唯一指标，至少，还有容量需求也必须满足。虽然IBM是首个在中高端存储系统中采用STEC MLC企业级SSD的厂商，成本比SLC有所降低，但仍在15K RPM硬盘驱动器的10倍以上。与平板电脑、PC乃至服务器不同的是，由于数目众多，驱动器在存储系统成本中所占的比例可是相当的大，如果都换成SSD，是绝大多数企业所无法接受的。
好在，也正是因为多驱动器应用的特性，使得存储系统不会像平板电脑和大多数笔记本电脑那样，只能在SSD与硬盘驱动器之间选择一个。因此，SSD和硬盘驱动器可以共存，把需要高IOPS性能、访问频度高（往往也是高价值）的数据放在SSD上，而用硬盘驱动器存储更大量不经常访问的数据，各取所长。
看到这里，或许有人会说：这不就是分层存储吗？有什么新鲜的，前些年热炒ILM（Information Lifecycle Management，信息生命周期管理）时就知道的概念了。
这话只对了一半，因为ILM促进了分层存储概念的普及，却没能真正解决如何分层存储的问题。
分层存储：无子卷，不自动
ILM，或者更早的HSM（Hierarchical Storage Management，分级存储管理）的概念太过宽泛，我们还是从SSD和硬盘驱动器的角度来探讨存储系统的分层存储。
分层存储旨在通过SSD与硬盘驱动器的配合，兼顾性能和容量的需求。SSD负责IOPS，硬盘驱动器保证容量，常见的模型是与全15K RPM硬盘驱动器的方案相比，SSD + HDD的组合能够以更低的成本提供同样的IOPS，或者以同样的成本获得更高的IOPS，而容量维持不变。
这种模型由于在成本上加了限制，引入容量小且价格高的SSD之后，硬盘驱动器的数量必然减少，因此要换用10K RPM或更低转速的大容量硬盘驱动器。低转速的硬盘驱动器IOPS性能稍差，但是有至少数十倍于15K PRM硬盘驱动器的SSD压阵，这点儿损失很容易弥补回来。
以SSD与7200/5400 RPM NL-SAS/SATA硬盘驱动器的组合，替换纯15K RPM FC/SAS硬盘驱动器，在提供同样容量和IOPS的同时，获得成本与能耗的节省
当然理论归理论，实际应用中SSD与HDD的搭配肯定不受限制，SSD与15K RPM硬盘驱动器齐上阵的产品也不是没有。有些分层技术支持的存储层较多，SSD、15K RPM、10K RPM乃至7200RPM硬盘驱动器都有，性能与单位容量成本都逐级降低；如果只支持两个存储层，SSD与7200RPM（甚至5400RPM）硬盘驱动器则组合会比较好，前者包办IOPS性能，后者则把单位容量成本降至最低，而且都比15K RPM硬盘驱动器节能。
究竟分几层好，业内没有一个统一的说法，支持较多存储层的厂商当然说4层比2层好——至少没有谁说层数多了不好，为何？从管理的角度来说，层数越多，规划和迁移工作就越复杂：2层的时候很简单，需要高IOPS的放在SSD上，其他都放7200RPM硬盘驱动器上；4层的时候就要考虑，把性能要求次高的放在15K RPM硬盘驱动器上，随着访问频度的降低再转移到10K RPM硬盘驱动器上……如果都是人工规划和手动迁移的话，增加中间的存储层简直就是自找麻烦。
公认的存储层划分，SSD是新加入的第0层（数值越大层级越低）
不过这种情况并没有发生。原因很简单：采用被称为“自动分层存储”（Automated Tiered Storage，ATS）的技术，存储系统利用软件算法，自动将“热点”数据迁移到SSD上，而把不常访问的数据向较低的存储层移动。理论上来说，只要存储系统能处理过来，增加存储层并不会给用户的管理带来额外的开销。
相比之下，自动分层存储的粒度更需要关心。第一代自动分层存储技术是卷（Volume）级的，现在已普遍进化到第二代的子卷（Sub-Volume）级。CBSi企业解决方案中心认为，子卷级是实现真正意义上“自动”分层存储的必要前提。
所谓“自动化”，其宗旨应该是尽可能地减少对人的需要，降低管理员的工作量，否则便失去了应有的意义。也就是说，不仅要避免手动迁移，也要避免人工规划。最高度的自动化应当是把数据往存储池里一扔，存储系统便自动调整到最优化状态，尘归尘，土归土，不同类型和需求的数据各安其位。当然，如果能够给用户设置策略的权限，让他们能够按照自己的想法进行适度的干预，也是不错的附加值，但不应成为必须的步骤。
我们不妨拿汽车打个比方。同款车型，自动挡比手动挡价格要高一些，因为自动变速箱就相当于具备了一定的智能，可以选择认为合适的时机换挡（套用咱们的术语，叫“最佳实践”），解放了驾驶员的一只手。有些驾驶经验丰富的司机，用手动挡可以掌握比自动变速箱更好的换挡时机，可能会更省油，但要达到这个境界需要长期的积累，毕竟不是每个人都想当司机。
所以，手动挡主要在较为低端的车型配备（省去了自动变速箱，相当于省去了购买软件的License费用），而车型级别越高，自动挡比例越大。仍然迷恋手动挡的操控感受？没问题，高档变速箱可以“手自一体”，需要时切换到手动模式即可……
回到正题。卷级自动分层存储的问题在于，只有一个卷上写满数据且都被频繁访问（热点）的时候，才最有效率，而这几乎是不可能的。举例来说，某个卷上一半的空间有数据，发现其中的热点之后，把整个卷迁移到SSD上，性能是上去了，可就这个卷对应的存储空间而言，SSD的利用率至多为50%（另一半是空的，没有保存数据）。
当然，这个问题可以通过自动精简配置（Thin Provisioning）来解决——没有数据就不真正分配存储空间。不过，就以有数据的空间来说，也不是一个卷上所有的数据区域都是热点，譬如上百GB的数据库，可能只有几十GB的日志访问最为活跃，符合热点的标准，结果一下把整个卷都迁到SSD上了，结果仍然是浪费。
如果要避免把卷上的非热点区域一并迁移的浪费现象，就需要做细致的规划，把可能成为热点的数据分离出来，放到特定卷的上。这需要用户很熟悉应用，如果再考虑到热点数据的周期性……总之不能一劳永逸。如果一项技术，不仅需要前期规划，运作期间还得不断的调整，依赖人力若此，才能发挥所宣称的功效，那实在对不起“自动”二字。
子卷级自动分层存储以数据块为迁移单位，这是访问频率逐渐降低（变“冷”）的数据块从较高的存储层向较低的存储层迁移的示例——如果是较低存储层“热点”区域的数据块，迁移方向会相反
顾名思义，子卷级的自动分层存储技术，迁移的最小单元就不是整个卷，而是构成卷的次一级数据块，大小通常在几十MB到几个GB之间，它们的集合可以小于卷，即所谓“子卷”——现在卷的尺寸都以10GB为量级了。也就是说，子卷级自动分层存储只迁移热点数据所在的数据块，没有热点数据的数据块则不受影响。
理论上，从卷级到子卷级，更细的粒度避免了迁移非热点数据导致的存储资源浪费，用户完全可以把数据直接放在较低的存储层（硬盘驱动器构成）上，让子卷级自动分层存储功能搜集访问频度等信息，决定将哪些数据上移到SSD层（或者下移），无需人工规划和手动调整，实现真正的自动化。
实际情况如何呢？让我们通过IBM Storwize V7000中端存储系统这个具体的例子，来看看子卷级自动分层存储功能是怎么运作的吧。
Easy Tier：存储层与子卷
IBM Storwize V7000所采用的自动分层存储技术名叫Easy Tier，源自IBM高端的System Storage DS8700。两者的Easy Tier原理和算法应该是一样的，但具体的代码实现会因系统软件平台的不同而有所区别。
IBM在2009年10月推出DS8700时，宣布将提供Smart Data Placement（智能数据部署）技术，实现自动分层存储。以Smart开头很符合IBM的“智慧”理念，一度有消息称，IBM的自动分层存储技术将被命名为Smart Tier（智能分层）。
2011年4月中，IBM宣布（在新版本的系统软件中）为DS8700增加Easy Tier子卷级自动分层存储功能。或许，在IBM看来，实现同等功能的前提下，Easy大于Smart，因为智能不一定易用，而易用则一定有智能在里面，譬如苹果以i开头的一系列产品……
Easy Tier处理流程是全自动的，无需用户干预。大体分为以下几个步骤：
②：当某个应用频繁使用同一区域或卷上的数据块（Extent，本页下面有介绍），就在HDD层上生成了“热点”（③）；
④：IOM（I/O Monitor，I/O监视器）捕捉访问特性并生成使用状态，发送给DPA（Data Placement Advisor，数据放置顾问）；
⑤：DPA标识热点并输出潜在的数据迁移到DMP（Data Migration Planner，数据迁移计划员）；
⑥：DMP执行分析后根据物理存储特性（不同的存储层）向DM（Data Migrator，数据迁移器）提交推荐的数据迁移计划；
⑦：DM基于数据迁移计划确认并安排数据迁移活动，使用SVC的存储虚拟化功能无缝地重定向数据到更高的存储层（如SSD层，⑧），而无需中断任何应用的运行（⑨）。
上一页我们提到，描述自动分层存储技术的维度主要有两个——层数和粒度。Easy Tier只支持两个存储层：SSD一层，硬盘驱动器一层。IBM的逻辑是，在IOPS超强的SSD面前，哪怕是15K RPM与7200RPM硬盘驱动器间的性能差距也可以忽略不计。因此，Easy Tier会自动将各种类型的硬盘驱动器都划为较低的那一层。
在2U机架的空间内，Storwize V7000的控制柜和扩展柜可容纳12个大容量3.5英寸驱动器，或24个高性能2.5英寸驱动器
在这种两个存储层的体系中，分工很明确：SSD管IOPS，硬盘驱动器管容量。所以，硬盘驱动器阵营里IOPS最好而容量经济性最差的15K RPM，自然没有存在的必要。
Storwize V7000支持两种规格的2U盘柜：24个2.5英寸驱动器的控制柜2076-124和扩展柜2076-224，12个3.5英寸驱动器的控制柜2076-112和扩展柜2076-212。前者以IOPS为主要诉求，因此除了SSD，还有容量与IOPS都适中的10K RPM硬盘驱动器；后者专注于容量，只提供7200RPM硬盘驱动器。每种盘柜里的硬盘驱动器转速都相同，好处是不用考虑不同转速硬盘驱动器间的旋转震动干扰。
Storwize V7000支持的驱动器类型
SSD不产生旋转震动，与10K RPM硬盘驱动器混合使用自然没问题；
3.5英寸15K RPM硬盘驱动器已停止发展，估计以后也不会再提供；
3.5英寸7200RPM硬盘驱动器主要存储较少访问的数据，即所谓的近线（Near-Line，NL）存储，同样采用SAS接口，称为NL SAS
Easy Tier的宗旨是高度的自动化，尽可能地减少人工干预。不过，由于它不支持存储系统内部不同转速硬盘驱动器之间的分层，当Storwize V7000同时接有2.5英寸和3.5英寸的盘柜时，还是要做适度的规划，尽量把2.5英寸10K RPM硬盘驱动器与7200RPM硬盘驱动器放在不同的存储池中。因为Easy Tier的效力仅限于存储池内部，不会跨越存储池进行分层操作。
在自动分层存储的粒度方面，Storwize V7000沿用了SVC的Extent（扩展数据块）体系。每个卷由最多131072（即128K，K=1024）个Extent组成，这个Extent就是分层迁移的最小单元——显然，一定数量的Extent可以构成规模小于卷的的数据块集，即我们所说的“子卷”。Extent的尺寸范围在16MB至8GB之间，在管理员创建存储池时选定，之后不能更改。
Storwize V7000最大卷容量和集群最大存储容量与Extent尺寸的关系
Extent的尺寸决定了卷和集群的最大容量。从上表中可以看出，当Extent设定为最大值8GB时，Storwize V7000的卷容量可达1PB，集群（可管理4百万——4×1024×1024个Extent）更高达32PB。IBM认为，很多集群的容量有1PB就够了，因此建议Extent尺寸设为256MB，此时卷的最大容量为32TB。事实上，在Storwize V7000的GUI（图形管理界面）中，创建存储池时默认的Extent尺寸即为256MB。
Storwize V7000：SSD与RAID
Storwize V7000是业内首批采用STEC MLC固态盘的存储系统之一，与基于SLC NAND闪存的SSD相比，据称成本减少了25%～30%。尽管如此，STEC毕竟是企业级SSD（驱动器形式）中的顶级品牌，同样是2.5英寸300GB，Storwize V7000的企业级MLC（E-MLC）SSD价格大约15倍于10K RPM硬盘驱动器。
Storwize V7000的SSD与HDD，均为2.5英寸300GB，6Gb/s SAS接口，左边的STEC MLC SSD价格约9万多元，右边的希捷10K RPM硬盘驱动器（Savvio 10K.3）约6千多元。SSD只有300GB一个容量点，2.5英寸10RPM HDD还有450GB和600GB的Savvio 10K.4，价差应该会有缩小
近水楼台先得月，在Storwize V7000的发源地，ZDNet英国对一台配置了24个300GB驱动器的Storwize V7000（控制柜2076-124）进行了初步的体验，包括22个2.5英寸10K RPM硬盘驱动器和2个SSD。大约同期，ZDNet中国旗下的CBSi企业解决方案中心也在北京测试了一台配置了半数驱动器的2076-124，其中有10个300GB 10K RPM硬盘驱动器，以及2个300GB SSD。
Storwize V7000使用的STEC SSD，其型号Z16IZF2D-300UCH-IBM含义：虽然采用MLC NAND闪存，仍属于STEC高端ZeusIOPS家族中的一员，16通道（作为对比，Intel基于SLC NAND闪存的X-25E为10通道）保证高性能，6Gb/s SAS接口，2.5英寸，第三代，300GB容量，专为IBM提供
两个测试方案配置中，硬盘驱动器与SSD之比分别为11:1和5:1，也就是说，SSD提供的容量不到10%和20%。看似偶然的搭配，却有值得分析之处。
CBSi企业解决方案中心测试的IBM Storwize V7000中端存储系统，左半边配置了12个300GB的2.5英寸驱动器，10个10K RPM硬盘驱动器，2个SSD
Storwize V7000支持RAID 0, 1, 5, 6, 10，都是常见的RAID级别。除了最为简单的0和1，RAID 5, 6, 10都是高端的System Storage DS8000系列支持的RAID级别，与Storwize V7000的RAID代码来自DS8000的渊源相符。
在Web管理界面查看系统状态，可以直观地看到安装了一半的驱动器及准确位置。右边的2个是300GB的SSD，下方红色方框中是光标停留在左侧的10个300GB 10K RPM硬盘驱动器之一时显示的信息，作为对比
不过，Storwize V7000主要还是SVC的血脉。作为一款纯粹的存储虚拟化设备，SVC没有内部存储，也就不存在RAID的概念。SVC管理的是来自外部存储阵列的逻辑卷，称之为managed disk（受管理的磁盘），即MDisk。Storwize V7000内部的SAS驱动器组成的RAID组，从管理的角度来说是一样的，也属于MDisk。
Storwize V7000支持的主要RAID类型
由于不支持可以创建较大RAID组的RAID 50和60，V7000内部驱动器构成的MDisk最多可以有12个驱动器和1个热备盘（Hot Spare），级别是RAID 6，而RAID 0, 5, 10最多是8个驱动器（热备盘另算）。除了上述RAID级别，还有一个“SSD Easy Tier”的设置，其实就是2个SSD组成RAID 1（所谓RAID 10），再加1个SSD作为热备。
Storwize V7000的向导式对话框，根据预设类型配置RAID，只需两步和几次点击即可完成。SSD Easy Tier需要2个SSD组成RAID 10（其实就是RAID 1），这个最小要求必须得到满足，选“优化性能”还是“优化容量”结果是一样的。如果能再提供1个SSD，可以配置为热备件
SSD Easy Tier一共占用3个SSD，可用的存储容量相当于1个SSD，如果和8个硬盘驱动器的RAID 5共同构成存储池，表面看来SDD与HDD之比为1:3（3:9），但RAID 5可用的存储容量相当于7个HDD，所以SSD和HDD的可用存储容量之比为1:7（都是300GB）或1:14（使用600GB硬盘驱动器）……考虑到存储池中可能有不止一个HDD的MDisk，SSD贡献的存储容量不足10%是很有可能的，这多少也体现出Easy Tier“SSD贵精不贵多”的思路。
10个驱动器要配置成“基本RAID-5”（Basic RAID-5），1个作为热备件（Hot Spare），另外9个在“优化性能”的模式下，只能用上8个，剩余1个；如果改用“优化容量”的模式，则配置为两个MDisk——分别由4个和5个驱动器组成的RAID 5
从安全性的角度来讲，一个RAID组中的驱动器过多，其中发生单驱动器故障、导致性能降级（甚至数据丢失）的可能性也就随之增大，因此Storwize V7000在“优化性能”的模式下限制RAID 0, 5, 10的驱动器数量不能超过8个（RAID 6能承受双驱动器失效，所以上限放宽到12个）是有道理的。那么，如果要一次性将超过8个或12个驱动器设置为RAID呢？V7000还提供了“优化容量”的模式，把它们尽可能平均地分配给多个MDisk，每个MDisk包括的驱动器数量都不超过对应RAID类型的上限。
MDisk加入存储池时，分割成被称为Extent的数据块（默认大小256MB）；在此存储池中创建的卷（Volume）默认跨所有MDisk分配空间，单位就是Extent，可以发挥存储池中（同一存储层上）所有可用驱动器的性能。所以，即使因驱动器数量较多而按照“优化容量”的模式分割成多个MDisk，卷的性能也不致有明显的损失
Storwize V7000每个系统可以创建128个存储池，每个存储池可以容纳128个MDisk。
摸底测验：SSD确非万金油
在检验Easy Tier的成效之前，我们首先对Storwize V7000环境中SSD和硬盘驱动器的性能进行了一个摸底测试，既可以作为之后参考的标尺，也能帮助大家认识何种类型的应用能够从自动分层存储中获益。
测试使用的IBM刀片配置2个英特尔至强X5355四核处理器，4GB内存，Windows Server 2003 SP2，稍显过时，但足以配合12个驱动器的的Storwize V7000
在测试软件上，我们选择了两种较为常用的评估工具：IOmeter 2006.07.27和Orion 10.2。Orion是Oracle I/O Numbers的简写，模拟Oracle数据库的I/O操作，可以评估存储系统运行数据库应用的性能，作为IOmeter的补充。
8个硬盘驱动器构成的存储池（SASR5-7D1P），和2个SSD构成的存储池（SSD），两个默认的图标很形象，但也可以更换。因为都是单存储层，所以两个存储池的Easy Tier功能处于不活动状态
我们首先建立两个单层的存储池，分别包含一个由硬盘驱动器组成的MDisk，和一个由SSD组成的MDisk。前者是8个300GB 10K RPM硬盘驱动器构成的RAID 5（“优化性能”模式的最大值，外加1个热备盘），可用存储空间约1.9TB；后者是2个300GB SSD构成的RAID 10，相当于SSD Easy Tier，只是没有热备盘，可用存储空间约280GB。两个存储池的可用空间之比约为6:1，我们各划出一个200GB的卷，运行IOmeter和Orion测试。
小数据块随机读，2个SSD的IOPS，约20倍于8个10K RPM HDD
IOmeter随机读：2个SSD的RAID 1（IBM称为RAID 10，应该是指其在读操作时从两个驱动器中获取数据，从而得到两倍于单驱动器的性能），性能大约是8个10K RPM硬盘驱动器的20倍（最低也有17倍）。换算过来，单个SSD的性能是10K RPM硬盘驱动器的80倍。
在数据块较小时，2个SSD的顺序读性能与8个10K RPM HDD基本相当，128KB以上后者逐渐胜出，并在2MB时有一个大幅度的跃升；因为RAID 5的缘故，8个10K RPM HDD的顺序写性能较低，同样在2MB时大幅跃升，估计是Storwize V7000的RAID代码的特性
IOmeter顺序读：大多数情况下，这2个SSD的顺序读性能与8个10K RPM HDD相当，较大数据块时，后者能达到前者的2倍左右。换算过来，单个SSD的顺序读性能是10K RPM HDD的2至4倍，与随机读相比，优势很不明显。考虑到带宽密集型应用往往也需要很大的容量，以及SSD高昂的价格，硬盘驱动器是更为合适的选择。
由于Storwize V7000控制器的写策略和项目时间等因素，我们没有考察SSD的写性能，但能感觉到比读性能有不小的降低。SSD在写性能上的衰减也是很多人关心的话题，不过本文的主题不是与硬盘驱动器比较，所以不再展开。无论如何，SSD在IOPS性能上的优势已是公认的事实，不然也就没有必要讨论自动分层存储了。
SSD与硬盘驱动器的Orion性能对比
Orion：在代表数据库性能的Orion测试中，2个SSD在IOPS性能上的优势没有IOmeter里那么夸张，“只有”8个10K RPM硬盘驱动器的10倍出头，换算成单挑的理想状况，大约是46倍。带宽性能（MBps）的优势倒是比IOmeter时大，达到2.5倍；延迟则只有十分之一，证明SSD的响应时间很短，反应非常迅速。
小结：SSD的性能优势主要体现在需要很高IOPS的小数据块随机访问，符合条件的典型应用如数据库，甚至Orion的输出MBps亦有明显提升。不过数据库日常操作的MBps更多还是来自随机访问和突发传输，总体数据量不会很大。那些需要大数据量传输的高清视频等应用，一则重复使用某些数据的几率不高（难有热点），二则数据量非常大，不符合自动分层存储的精神。正如本文开篇所言，那些以频繁访问较少量数据为特征的应用，才是自动分层存储技术大展身手的理想场合。
待机而发：Easy缘于全自动
如果用Easy Tier实现分层存储真的很简单，关键在哪里？是高度的自动化，几乎不需要用户干预，如果不是某些应用的性能突然提升，很难感知到它的存在。
Easy Tier不仅是不需要用户干预，事实上用户也很少有机会干预。因为Easy Tier基本没有用户可控的选项，而是在每个存储池（Storage Pool）内部，自动地运作。当存储池内只有一个存储层（可以是一或多个MDisk，包括来自外部存储阵列的逻辑卷）时，不管是SSD层，还是HDD层（Easy Tier只支持这两个存储层），Easy Tier都处于不活动状态——没有活动的理由。
只有一种情况，用户需要面对与Easy Tier有关的选项，即告诉Easy Tier加入存储池的来自外部存储阵列的MDisk属于哪个层，因为Storwize V7000通过存储虚拟化功能只能看到逻辑卷，无法知道其底层的硬件构成——如果是个外部的固态盘阵列呢？
当另一个存储层加入进来，Easy Tier便转为活动状态，为在层间迁移数据搜集信息并加以分析。如果新加入的MDisk由SSD组成，Easy Tier会在监测一段时间后，把热点数据从已有HDD组成的MDisk（们）上迁移过去；反之，则逐渐把SSD组成的MDisk上较少访问的数据，向HDD组成的MDisk迁移。
向只有硬盘驱动器的存储池中加入SSD组成的MDisk（红色方框中），在扩展存储池容量的同时，也开启了Easy Tier的功能
Easy Tier转入活动状态多久之后，就可以在层间迁移数据了呢？按照IBM的说法，这段时间太短了不行，过于频繁的迁移反而影响性能；太长了又不能对“热点”的变化作出及时的响应，所以设定为24小时。这个时间用户不能更改，但不意味着不可调节——IBM工程师们能够利用内部版本的固件，只经过1小时的数据采集分析便开始迁移，以免向用户演示功能的时候等待太长时间。
加入SSD（mdisk1）变为两个存储层之后，存储池的Easy Tier转为活动状态。存储池的名称和图标可以手动修改，不过信息栏中没有列出构成mdisk的驱动器类型，显得不够直观
不过，我们在测试中发现了一个有趣的事情：在建立了含有1.9TB HDD层（8个300GB 10K RPM做RAID 5）和约300GB SSD层（2个300GB做RAID 1）的存储池，随即对上面的特定区域不间断访问（制造热点）之后，不到23小时，这些区域所对应的数据块（Extent）就开始从HDD层向SSD层迁移了！
在有两个存储层的情况下，新创建的卷会先由较低的HDD层分配存储空间，其后由Easy Tier视访问频度决定把哪些数据块迁移到较高的SSD层上
具体些说，这个2.2TB的（HDD和SSD）混合存储池建成之后，我们在上面创建了两个卷，100GB的运行IOmeter，检验子卷级自动分层存储；110GB的运行Orion，观察整卷迁移的状况，作为辅助。
用IOmeter在100GB的卷上创建一个50GB的文件，检验Easy Tier的子卷级自动分层存储功能
原本IOmeter与Orion一样，通常是在一个卷的范围内进行访问操作，这样的话整个卷都可能会是热点区域，不适合用来测试子卷级自动分层存储功能。不过，在已经建立文件系统的卷上，IOmeter会先创建一个名为iobw.tst的文件，然后在这个文件里面模拟卷访问操作。如此一来，热点区域就被限制在这个文件的范围内，Easy Tier应该只迁移所对应的数据块，而卷上其他区域的数据块不受影响，从而证明其子卷级自动分层存储能力。
存储池中的Extent（扩展数据块）们正在从HDD层（mdisk0）向SSD层（mdisk1）迁移
两个卷上的测试同时进行，持续约18小时的随机访问，然后停止第二个卷上的Orion测试，此时两个卷还都在HDD层的mdisk0上。因为要等到24小时，我们在第一个卷上零星运行IOmeter，但是存储池建成还不到23小时，IOmeter的测试成绩突然大幅度提升！立即查看卷的详细信息，发现已经有一些Extent迁移到SSD层的mdisk1上了。
iobw.tst文件所对应的Extent迁移完成，可见卷只有一部分迁移到了SSD层，其余非热点区域仍保存在HDD层，成功验证“子卷级自动分层存储”
正如之前根据子卷级自动分层存储的定义所推断的，100GB的卷只有保存iobw.tst文件内容的数据块被迁移到SSD层上。数据块（即Extent）的粒度为256MB，所以这个“子卷”的总容量会比iobw.tst文件略大，约为51GB。
“子卷”迁移完成，HDD层（mdisk0）上保留的与迁移到SSD层（mdisk1）上的Extent（扩展数据块）数统计
小结：由于数据块的颗粒度限制，子卷级自动分层存储所迁移的数据多少会超出实际需要，但总比迁移整个卷要好得多。以我们这个例子来说，多迁移的数据不会超过256MB（默认的Extent尺寸），而若是卷级自动分层存储，多迁移的数据将超过48GB，相差近200倍。而在实际应用中，子卷级多迁移的数据可以更多或更少（譬如粒度更大或更小，Storwize V7000的Extent尺寸就有一个变动范围），卷级多迁移的数据与实际需要之间的比例则很有可能更大（本例约为1:1）。
iobw.tst文件所对应的Extent迁移完成，可见卷只有一部分迁移到了SSD层，其余非热点区域仍保存在HDD层，成功验证“子卷级自动分层存储”
正如之前根据子卷级自动分层存储的定义所推断的，100GB的卷只有保存iobw.tst文件内容的数据块被迁移到SSD层上。数据块（即Extent）的粒度为256MB，所以这个“子卷”的总容量会比iobw.tst文件略大，约为51GB。
小结：由于数据块的颗粒度限制，子卷级自动分层存储所迁移的数据多少会超出实际需要，但总比迁移整个卷要好得多。以我们这个例子来说，多迁移的数据不会超过256MB，而若是卷级自动分层存储，多迁移的数据将超过48GB，相差近200倍。而在实际应用中，子卷级多迁移的数据可以更多或更少（譬如粒度更大或更小），卷级多迁移的数据与实际需要之间的比例则很有可能更大（本例约为1:1）
简化管理：子卷与整卷随意分层
第一个卷（100GB）上因IOmeter测试而成为热点区域的约50GB“子卷”迁移完之后，Easy Tier继续从HDD层迁移相邻的卷。由于运行Orion的缘故，这个110GB的卷上热点遍布，整体都被迁移到SSD层。
运行Orion的110GB卷开始从HDD层向SSD层迁移
随着时间的推移，从HDD层（mdisk0）迁移到SSD层（mdisk1）的扩展数据块（Extent）越来越多
这个110GB的卷在迁移时并没有应用在运行，大约每分钟能迁移4GB左右的数据（16个256MB的Extent）。之前约50GB的“子卷”迁移时大概也是这个速度，虽然上面还在运行IOmeter，但似乎还不足以构成影响。
整个卷的110GB都已迁移到SSD层
迁移完毕，构成卷的扩展数据块（Extent）全部转移到了SSD层（mdisk1）
在层间迁移前后，我们也进行了IOmeter和Orion的对比测试。
IOmeter随机读：与之前在200GB的卷上进行的“摸底测试”相比，这一次是在50GB左右的iobw.tst文件上运行IOmeter。从硬盘驱动器的角度来讲，这50GB的空间缩小了访问的范围，也更靠近盘片的外圈，相当于“短击”（short-stroke）的效果，因此在Easy Tier动手迁移之前（仍在HDD层），随机读IOPS比原先200GB硬盘驱动器MDisk上时高出约10%。好在Easy Tier把这50GB迁移到SSD层之后，IOPS也比原来有同等幅度的提升……所以迁移后（SSD）与迁移前（HDD）的性能之比仍然在20倍左右，验证了子卷级自动分层存储的效果。
50GB的“子卷”迁移到SSD层之后，性能提升幅度与第5页SSD与HDD对照测试的比值基本相符
IOmeter顺序读：以顺序读写为主的应用不是自动分层存储技术优化的对象，我们依然进行了相应的测试，主要还是作为迁移成功的辅助判别依据。同样是在iobw.tst文件（而非真正的卷）上测试的缘故，迁移前后的性能都比原来在HDD和SSD上的对应测试略高，但是同样条件下的相对比值基本保持不变。
Easy Tier迁移之后（SSD层）与Easy Tier迁移之前（HDD层）的相对值，和第5页的同一测试表现一致
Orion：由于前几段提到的“短击”因素，Easy Tier迁移前（HDD层）的IOPS比200GB HDD MDisk时高出约10%（相应地，延迟有较明显缩短），不过迁移后（SSD层）也有小幅提升，所以两者之比（SSD vs. HDD）仍维持在11倍左右；MBps方面，迁移后亦比200GB SSD MDisk时高出约10%，迁移前则有所下降，所以两者之比拉大到3倍。显然，卷级自动分层存储的效果同样得到了验证。
卷从HDD层迁移到SSD层之后，Orion性能提升同样显著
总结：卷的概念大于子卷，能在子卷级实现自动分层存储，当然也可以对整卷进行自动分层操作。在具有多个存储层的存储池，新建的卷会先从分配给较低的存储层（如HDD层）分配存储空间，如果访问频度达到了“热点”的标准，自动分层存储软件会将相应的数据块迁移到较高的存储层（如SSD层）上来，以改善IOPS性能和响应时间（降低延迟）。反之亦然，在访问频度降下来（变“冷”）以后，自动分层存储软件也会将相应的数据块迁移到较低的存储层上，节约宝贵的SSD资源。
在设计合理的子卷级自动分层存储软件的帮助下，管理员只需要给应用分配所需的存储空间，而不用考虑它们对存储介质的性能要求，大幅度减少人工规划和手动调整的工作量，从而达到简化管理的目标——如同那自动挡的豪华跑车，驾驶员把握好方向即可，升档还是降档无须操心，要享受急速狂飙的乐趣时，狠狠踩下油门就好了……
在过去的一年中，苹果公司的iPad和新一代MacBook Air相继推出，在消费类产品中掀起了新一波的SSD（Solid State Drive，固态驱动器，俗称“固态盘”）热潮。不同之处在于，在以iPad和iPad 2为代表的平板电脑市场，SSD已经成为事实上的标准存储配置；而在笔记本电脑市场，目前还只有MacBook Air这样的高端产品，才能做到标配SSD。
一种技术能够被某个市场接受到什么样的水平，很大程度上取决于其相对优势与客户需求的契合度。听起来有些拗口，正好以SSD为例来说明一下。
2008年，某知名企业存储厂商对SSD与HDD价格走势的预计，笔者当时就认为过于乐观了。现在回过头来看，不要说2010年年底SLC NAND SSD成本低于15K RPM HDD的“乐观估计”没有实现，2014年SSD成本追平硬盘驱动器的“保守估计”也很不保守
众所周知，与硬盘驱动器（HDD）相比，SSD的优势有很多，包括更好的性能、更短的响应时间、更低的能耗、绝佳的抗震性，提高的幅度从几倍到几个数量级不等，还有几乎不受尺寸限制，可以做到很小的外形，具有很好的灵活性；劣势主要是容量不足，价格偏高。
就平板电脑而言，上面提到的SSD的优势，都是非常必要的，劣势则处于可接受的范围——容量至少够用，而价格在整体成本中所占比例也不算大。比较之下，SSD对硬盘驱动器占尽上风，所以是……必须的！
2.5英寸笔记本电脑硬盘驱动器与SSD价格对比表（2011年4月，单位：美元）
表中所列驱动器接口均为SATA 3Gb/s
硬盘驱动器都是希捷官方网站零售价；
Intel SSD 320则是千块批发价（零售应该只高不低）；
Intel X-25E来自Intel官网上列出的零售商最低价。
关键有两点需要注意：
在同一系列中，随着容量的提升，硬盘驱动器的单位成本呈明显下降趋势，SSD则变化不大。这是由两者结构的不同所决定的，此处不展开论述。要点是结论——容量越大，硬盘驱动器的成本优势就越明显。如果要获得最大的容量，SSD的价格是HDD的十倍以上；
由于仍采用过时的50nm工艺，X-25E的容量很小，报价也有一定的水分。但是从中可以看出，基于SLC NAND的SSD，成本又比基于MLC NAND的SSD高一个级别。
这些优势在笔记本电脑中也适用，但有半数左右不是很迫切的需求，譬如抗震性、小尺寸，至于省下的那点能耗，在动辄数十瓦的CPU面前，简直是浮云。劣势则被放大——百十GB不够用，数百GB价格又太高，而且用来保存不常访问还占用很大空间的视频等内容也不划算。因此，硬盘驱动器仍有很大的市场空间。
企业级SSD的道理与消费类SSD是相通的，说来说去，就四个字：扬长避短。
上溯起来，企业级存储领域开始接纳SSD的时间，并不比消费类产品晚。早在三年多以前，也就是2008年1月，已经有存储大厂宣布在高端存储系统中支持采用SLC NAND闪存的SSD。这么迫切是有道理的：在消费类应用中顺序访问所占比例较大，SSD在这方面的带宽性能，也就是硬盘驱动器的几倍而已；而在高端存储环境最看重的随机访问性能上，SSD的IOPS（I/O per second，每秒I/O数）是硬盘驱动器的30倍以上！
企业级SSD领先厂商STEC以其旗舰产品ZeusIOPS SSD与企业级硬盘驱动器（eHDD，10K/15K RPM，反正在SSD面前都差不多）进行的对比，左侧是IOPS性能， SSD在读取时78倍于eHDD，写入时不到10倍；右侧则显示在同样达到135K IOPS的情况下，SSD的能耗比eHDD低了近两个数量级。数据有一定夸大成分，仅供参考
并且，考虑到SSD的能耗通常是15K RPM硬盘驱动器的几分之一，达到同样的IOPS性能，全换成SSD，能耗可能只有硬盘驱动器的百分之一左右。这样大幅度的节省，对于会有成百上千个驱动器的存储系统来说，绝不是个小数目。
不过，IOPS性能可不是衡量存储系统的唯一指标，至少，还有容量需求也必须满足。虽然IBM是首个在中高端存储系统中采用STEC MLC企业级SSD的厂商，成本比SLC有所降低，但仍在15K RPM硬盘驱动器的10倍以上。与平板电脑、PC乃至服务器不同的是，由于数目众多，驱动器在存储系统成本中所占的比例可是相当的大，如果都换成SSD，是绝大多数企业所无法接受的。
好在，也正是因为多驱动器应用的特性，使得存储系统不会像平板电脑和大多数笔记本电脑那样，只能在SSD与硬盘驱动器之间选择一个。因此，SSD和硬盘驱动器可以共存，把需要高IOPS性能、访问频度高（往往也是高价值）的数据放在SSD上，而用硬盘驱动器存储更大量不经常访问的数据，各取所长。
看到这里，或许有人会说：这不就是分层存储吗？有什么新鲜的，前些年热炒ILM（Information Lifecycle Management，信息生命周期管理）时就知道的概念了。
这话只对了一半，因为ILM促进了分层存储概念的普及，却没能真正解决如何分层存储的问题。
分层存储：无子卷，不自动
ILM，或者更早的HSM（Hierarchical Storage Management，分级存储管理）的概念太过宽泛，我们还是从SSD和硬盘驱动器的角度来探讨存储系统的分层存储。
分层存储旨在通过SSD与硬盘驱动器的配合，兼顾性能和容量的需求。SSD负责IOPS，硬盘驱动器保证容量，常见的模型是与全15K RPM硬盘驱动器的方案相比，SSD + HDD的组合能够以更低的成本提供同样的IOPS，或者以同样的成本获得更高的IOPS，而容量维持不变。
这种模型由于在成本上加了限制，引入容量小且价格高的SSD之后，硬盘驱动器的数量必然减少，因此要换用10K RPM或更低转速的大容量硬盘驱动器。低转速的硬盘驱动器IOPS性能稍差，但是有至少数十倍于15K PRM硬盘驱动器的SSD压阵，这点儿损失很容易弥补回来。
以SSD与7200/5400 RPM NL-SAS/SATA硬盘驱动器的组合，替换纯15K RPM FC/SAS硬盘驱动器，在提供同样容量和IOPS的同时，获得成本与能耗的节省
当然理论归理论，实际应用中SSD与HDD的搭配肯定不受限制，SSD与15K RPM硬盘驱动器齐上阵的产品也不是没有。有些分层技术支持的存储层较多，SSD、15K RPM、10K RPM乃至7200RPM硬盘驱动器都有，性能与单位容量成本都逐级降低；如果只支持两个存储层，SSD与7200RPM（甚至5400RPM）硬盘驱动器则组合会比较好，前者包办IOPS性能，后者则把单位容量成本降至最低，而且都比15K RPM硬盘驱动器节能。
究竟分几层好，业内没有一个统一的说法，支持较多存储层的厂商当然说4层比2层好——至少没有谁说层数多了不好，为何？从管理的角度来说，层数越多，规划和迁移工作就越复杂：2层的时候很简单，需要高IOPS的放在SSD上，其他都放7200RPM硬盘驱动器上；4层的时候就要考虑，把性能要求次高的放在15K RPM硬盘驱动器上，随着访问频度的降低再转移到10K RPM硬盘驱动器上……如果都是人工规划和手动迁移的话，增加中间的存储层简直就是自找麻烦。
公认的存储层划分，SSD是新加入的第0层（数值越大层级越低）
不过这种情况并没有发生。原因很简单：采用被称为“自动分层存储”（Automated Tiered Storage，ATS）的技术，存储系统利用软件算法，自动将“热点”数据迁移到SSD上，而把不常访问的数据向较低的存储层移动。理论上来说，只要存储系统能处理过来，增加存储层并不会给用户的管理带来额外的开销。
相比之下，自动分层存储的粒度更需要关心。第一代自动分层存储技术是卷（Volume）级的，现在已普遍进化到第二代的子卷（Sub-Volume）级。CBSi企业解决方案中心认为，子卷级是实现真正意义上“自动”分层存储的必要前提。
所谓“自动化”，其宗旨应该是尽可能地减少对人的需要，降低管理员的工作量，否则便失去了应有的意义。也就是说，不仅要避免手动迁移，也要避免人工规划。最高度的自动化应当是把数据往存储池里一扔，存储系统便自动调整到最优化状态，尘归尘，土归土，不同类型和需求的数据各安其位。当然，如果能够给用户设置策略的权限，让他们能够按照自己的想法进行适度的干预，也是不错的附加值，但不应成为必须的步骤。
我们不妨拿汽车打个比方。同款车型，自动挡比手动挡价格要高一些，因为自动变速箱就相当于具备了一定的智能，可以选择认为合适的时机换挡（套用咱们的术语，叫“最佳实践”），解放了驾驶员的一只手。有些驾驶经验丰富的司机，用手动挡可以掌握比自动变速箱更好的换挡时机，可能会更省油，但要达到这个境界需要长期的积累，毕竟不是每个人都想当司机。
所以，手动挡主要在较为低端的车型配备（省去了自动变速箱，相当于省去了购买软件的License费用），而车型级别越高，自动挡比例越大。仍然迷恋手动挡的操控感受？没问题，高档变速箱可以“手自一体”，需要时切换到手动模式即可……
回到正题。卷级自动分层存储的问题在于，只有一个卷上写满数据且都被频繁访问（热点）的时候，才最有效率，而这几乎是不可能的。举例来说，某个卷上一半的空间有数据，发现其中的热点之后，把整个卷迁移到SSD上，性能是上去了，可就这个卷对应的存储空间而言，SSD的利用率至多为50%（另一半是空的，没有保存数据）。
当然，这个问题可以通过自动精简配置（Thin Provisioning）来解决——没有数据就不真正分配存储空间。不过，就以有数据的空间来说，也不是一个卷上所有的数据区域都是热点，譬如上百GB的数据库，可能只有几十GB的日志访问最为活跃，符合热点的标准，结果一下把整个卷都迁到SSD上了，结果仍然是浪费。
如果要避免把卷上的非热点区域一并迁移的浪费现象，就需要做细致的规划，把可能成为热点的数据分离出来，放到特定卷的上。这需要用户很熟悉应用，如果再考虑到热点数据的周期性……总之不能一劳永逸。如果一项技术，不仅需要前期规划，运作期间还得不断的调整，依赖人力若此，才能发挥所宣称的功效，那实在对不起“自动”二字。
子卷级自动分层存储以数据块为迁移单位，这是访问频率逐渐降低（变“冷”）的数据块从较高的存储层向较低的存储层迁移的示例——如果是较低存储层“热点”区域的数据块，迁移方向会相反
顾名思义，子卷级的自动分层存储技术，迁移的最小单元就不是整个卷，而是构成卷的次一级数据块，大小通常在几十MB到几个GB之间，它们的集合可以小于卷，即所谓“子卷”——现在卷的尺寸都以10GB为量级了。也就是说，子卷级自动分层存储只迁移热点数据所在的数据块，没有热点数据的数据块则不受影响。
理论上，从卷级到子卷级，更细的粒度避免了迁移非热点数据导致的存储资源浪费，用户完全可以把数据直接放在较低的存储层（硬盘驱动器构成）上，让子卷级自动分层存储功能搜集访问频度等信息，决定将哪些数据上移到SSD层（或者下移），无需人工规划和手动调整，实现真正的自动化。
实际情况如何呢？让我们通过IBM Storwize V7000中端存储系统这个具体的例子，来看看子卷级自动分层存储功能是怎么运作的吧。
Easy Tier：存储层与子卷
IBM Storwize V7000所采用的自动分层存储技术名叫Easy Tier，源自IBM高端的System Storage DS8700。两者的Easy Tier原理和算法应该是一样的，但具体的代码实现会因系统软件平台的不同而有所区别。
IBM在2009年10月推出DS8700时，宣布将提供Smart Data Placement（智能数据部署）技术，实现自动分层存储。以Smart开头很符合IBM的“智慧”理念，一度有消息称，IBM的自动分层存储技术将被命名为Smart Tier（智能分层）。
2011年4月中，IBM宣布（在新版本的系统软件中）为DS8700增加Easy Tier子卷级自动分层存储功能。或许，在IBM看来，实现同等功能的前提下，Easy大于Smart，因为智能不一定易用，而易用则一定有智能在里面，譬如苹果以i开头的一系列产品……
Easy Tier处理流程是全自动的，无需用户干预。大体分为以下几个步骤：
②：当某个应用频繁使用同一区域或卷上的数据块（Extent，本页下面有介绍），就在HDD层上生成了“热点”（③）；
④：IOM（I/O Monitor，I/O监视器）捕捉访问特性并生成使用状态，发送给DPA（Data Placement Advisor，数据放置顾问）；
⑤：DPA标识热点并输出潜在的数据迁移到DMP（Data Migration Planner，数据迁移计划员）；
⑥：DMP执行分析后根据物理存储特性（不同的存储层）向DM（Data Migrator，数据迁移器）提交推荐的数据迁移计划；
⑦：DM基于数据迁移计划确认并安排数据迁移活动，使用SVC的存储虚拟化功能无缝地重定向数据到更高的存储层（如SSD层，⑧），而无需中断任何应用的运行（⑨）。
上一页我们提到，描述自动分层存储技术的维度主要有两个——层数和粒度。Easy Tier只支持两个存储层：SSD一层，硬盘驱动器一层。IBM的逻辑是，在IOPS超强的SSD面前，哪怕是15K RPM与7200RPM硬盘驱动器间的性能差距也可以忽略不计。因此，Easy Tier会自动将各种类型的硬盘驱动器都划为较低的那一层。
在2U机架的空间内，Storwize V7000的控制柜和扩展柜可容纳12个大容量3.5英寸驱动器，或24个高性能2.5英寸驱动器
在这种两个存储层的体系中，分工很明确：SSD管IOPS，硬盘驱动器管容量。所以，硬盘驱动器阵营里IOPS最好而容量经济性最差的15K RPM，自然没有存在的必要。
Storwize V7000支持两种规格的2U盘柜：24个2.5英寸驱动器的控制柜2076-124和扩展柜2076-224，12个3.5英寸驱动器的控制柜2076-112和扩展柜2076-212。前者以IOPS为主要诉求，因此除了SSD，还有容量与IOPS都适中的10K RPM硬盘驱动器；后者专注于容量，只提供7200RPM硬盘驱动器。每种盘柜里的硬盘驱动器转速都相同，好处是不用考虑不同转速硬盘驱动器间的旋转震动干扰。
Storwize V7000支持的驱动器类型
SSD不产生旋转震动，与10K RPM硬盘驱动器混合使用自然没问题；
3.5英寸15K RPM硬盘驱动器已停止发展，估计以后也不会再提供；
3.5英寸7200RPM硬盘驱动器主要存储较少访问的数据，即所谓的近线（Near-Line，NL）存储，同样采用SAS接口，称为NL SAS
Easy Tier的宗旨是高度的自动化，尽可能地减少人工干预。不过，由于它不支持存储系统内部不同转速硬盘驱动器之间的分层，当Storwize V7000同时接有2.5英寸和3.5英寸的盘柜时，还是要做适度的规划，尽量把2.5英寸10K RPM硬盘驱动器与7200RPM硬盘驱动器放在不同的存储池中。因为Easy Tier的效力仅限于存储池内部，不会跨越存储池进行分层操作。
在自动分层存储的粒度方面，Storwize V7000沿用了SVC的Extent（扩展数据块）体系。每个卷由最多131072（即128K，K=1024）个Extent组成，这个Extent就是分层迁移的最小单元——显然，一定数量的Extent可以构成规模小于卷的的数据块集，即我们所说的“子卷”。Extent的尺寸范围在16MB至8GB之间，在管理员创建存储池时选定，之后不能更改。
Storwize V7000最大卷容量和集群最大存储容量与Extent尺寸的关系
Extent的尺寸决定了卷和集群的最大容量。从上表中可以看出，当Extent设定为最大值8GB时，Storwize V7000的卷容量可达1PB，集群（可管理4百万——4×1024×1024个Extent）更高达32PB。IBM认为，很多集群的容量有1PB就够了，因此建议Extent尺寸设为256MB，此时卷的最大容量为32TB。事实上，在Storwize V7000的GUI（图形管理界面）中，创建存储池时默认的Extent尺寸即为256MB。
Storwize V7000：SSD与RAID
Storwize V7000是业内首批采用STEC MLC固态盘的存储系统之一，与基于SLC NAND闪存的SSD相比，据称成本减少了25%～30%。尽管如此，STEC毕竟是企业级SSD（驱动器形式）中的顶级品牌，同样是2.5英寸300GB，Storwize V7000的企业级MLC（E-MLC）SSD价格大约15倍于10K RPM硬盘驱动器。
Storwize V7000的SSD与HDD，均为2.5英寸300GB，6Gb/s SAS接口，左边的STEC MLC SSD价格约9万多元，右边的希捷10K RPM硬盘驱动器（Savvio 10K.3）约6千多元。SSD只有300GB一个容量点，2.5英寸10RPM HDD还有450GB和600GB的Savvio 10K.4，价差应该会有缩小
近水楼台先得月，在Storwize V7000的发源地，ZDNet英国对一台配置了24个300GB驱动器的Storwize V7000（控制柜2076-124）进行了初步的体验，包括22个2.5英寸10K RPM硬盘驱动器和2个SSD。大约同期，ZDNet中国旗下的CBSi企业解决方案中心也在北京测试了一台配置了半数驱动器的2076-124，其中有10个300GB 10K RPM硬盘驱动器，以及2个300GB SSD。
Storwize V7000使用的STEC SSD，其型号Z16IZF2D-300UCH-IBM含义：虽然采用MLC NAND闪存，仍属于STEC高端ZeusIOPS家族中的一员，16通道（作为对比，Intel基于SLC NAND闪存的X-25E为10通道）保证高性能，6Gb/s SAS接口，2.5英寸，第三代，300GB容量，专为IBM提供
两个测试方案配置中，硬盘驱动器与SSD之比分别为11:1和5:1，也就是说，SSD提供的容量不到10%和20%。看似偶然的搭配，却有值得分析之处。
CBSi企业解决方案中心测试的IBM Storwize V7000中端存储系统，左半边配置了12个300GB的2.5英寸驱动器，10个10K RPM硬盘驱动器，2个SSD
Storwize V7000支持RAID 0, 1, 5, 6, 10，都是常见的RAID级别。除了最为简单的0和1，RAID 5, 6, 10都是高端的System Storage DS8000系列支持的RAID级别，与Storwize V7000的RAID代码来自DS8000的渊源相符。
在Web管理界面查看系统状态，可以直观地看到安装了一半的驱动器及准确位置。右边的2个是300GB的SSD，下方红色方框中是光标停留在左侧的10个300GB 10K RPM硬盘驱动器之一时显示的信息，作为对比
不过，Storwize V7000主要还是SVC的血脉。作为一款纯粹的存储虚拟化设备，SVC没有内部存储，也就不存在RAID的概念。SVC管理的是来自外部存储阵列的逻辑卷，称之为managed disk（受管理的磁盘），即MDisk。Storwize V7000内部的SAS驱动器组成的RAID组，从管理的角度来说是一样的，也属于MDisk。
Storwize V7000支持的主要RAID类型
由于不支持可以创建较大RAID组的RAID 50和60，V7000内部驱动器构成的MDisk最多可以有12个驱动器和1个热备盘（Hot Spare），级别是RAID 6，而RAID 0, 5, 10最多是8个驱动器（热备盘另算）。除了上述RAID级别，还有一个“SSD Easy Tier”的设置，其实就是2个SSD组成RAID 1（所谓RAID 10），再加1个SSD作为热备。
Storwize V7000的向导式对话框，根据预设类型配置RAID，只需两步和几次点击即可完成。SSD Easy Tier需要2个SSD组成RAID 10（其实就是RAID 1），这个最小要求必须得到满足，选“优化性能”还是“优化容量”结果是一样的。如果能再提供1个SSD，可以配置为热备件
SSD Easy Tier一共占用3个SSD，可用的存储容量相当于1个SSD，如果和8个硬盘驱动器的RAID 5共同构成存储池，表面看来SDD与HDD之比为1:3（3:9），但RAID 5可用的存储容量相当于7个HDD，所以SSD和HDD的可用存储容量之比为1:7（都是300GB）或1:14（使用600GB硬盘驱动器）……考虑到存储池中可能有不止一个HDD的MDisk，SSD贡献的存储容量不足10%是很有可能的，这多少也体现出Easy Tier“SSD贵精不贵多”的思路。
10个驱动器要配置成“基本RAID-5”（Basic RAID-5），1个作为热备件（Hot Spare），另外9个在“优化性能”的模式下，只能用上8个，剩余1个；如果改用“优化容量”的模式，则配置为两个MDisk——分别由4个和5个驱动器组成的RAID 5
从安全性的角度来讲，一个RAID组中的驱动器过多，其中发生单驱动器故障、导致性能降级（甚至数据丢失）的可能性也就随之增大，因此Storwize V7000在“优化性能”的模式下限制RAID 0, 5, 10的驱动器数量不能超过8个（RAID 6能承受双驱动器失效，所以上限放宽到12个）是有道理的。那么，如果要一次性将超过8个或12个驱动器设置为RAID呢？V7000还提供了“优化容量”的模式，把它们尽可能平均地分配给多个MDisk，每个MDisk包括的驱动器数量都不超过对应RAID类型的上限。
MDisk加入存储池时，分割成被称为Extent的数据块（默认大小256MB）；在此存储池中创建的卷（Volume）默认跨所有MDisk分配空间，单位就是Extent，可以发挥存储池中（同一存储层上）所有可用驱动器的性能。所以，即使因驱动器数量较多而按照“优化容量”的模式分割成多个MDisk，卷的性能也不致有明显的损失
Storwize V7000每个系统可以创建128个存储池，每个存储池可以容纳128个MDisk。
摸底测验：SSD确非万金油
在检验Easy Tier的成效之前，我们首先对Storwize V7000环境中SSD和硬盘驱动器的性能进行了一个摸底测试，既可以作为之后参考的标尺，也能帮助大家认识何种类型的应用能够从自动分层存储中获益。
测试使用的IBM刀片配置2个英特尔至强X5355四核处理器，4GB内存，Windows Server 2003 SP2，稍显过时，但足以配合12个驱动器的的Storwize V7000
在测试软件上，我们选择了两种较为常用的评估工具：IOmeter 2006.07.27和Orion 10.2。Orion是Oracle I/O Numbers的简写，模拟Oracle数据库的I/O操作，可以评估存储系统运行数据库应用的性能，作为IOmeter的补充。
8个硬盘驱动器构成的存储池（SASR5-7D1P），和2个SSD构成的存储池（SSD），两个默认的图标很形象，但也可以更换。因为都是单存储层，所以两个存储池的Easy Tier功能处于不活动状态
我们首先建立两个单层的存储池，分别包含一个由硬盘驱动器组成的MDisk，和一个由SSD组成的MDisk。前者是8个300GB 10K RPM硬盘驱动器构成的RAID 5（“优化性能”模式的最大值，外加1个热备盘），可用存储空间约1.9TB；后者是2个300GB SSD构成的RAID 10，相当于SSD Easy Tier，只是没有热备盘，可用存储空间约280GB。两个存储池的可用空间之比约为6:1，我们各划出一个200GB的卷，运行IOmeter和Orion测试。
小数据块随机读，2个SSD的IOPS，约20倍于8个10K RPM HDD
IOmeter随机读：2个SSD的RAID 1（IBM称为RAID 10，应该是指其在读操作时从两个驱动器中获取数据，从而得到两倍于单驱动器的性能），性能大约是8个10K RPM硬盘驱动器的20倍（最低也有17倍）。换算过来，单个SSD的性能是10K RPM硬盘驱动器的80倍。
在数据块较小时，2个SSD的顺序读性能与8个10K RPM HDD基本相当，128KB以上后者逐渐胜出，并在2MB时有一个大幅度的跃升；因为RAID 5的缘故，8个10K RPM HDD的顺序写性能较低，同样在2MB时大幅跃升，估计是Storwize V7000的RAID代码的特性
IOmeter顺序读：大多数情况下，这2个SSD的顺序读性能与8个10K RPM HDD相当，较大数据块时，后者能达到前者的2倍左右。换算过来，单个SSD的顺序读性能是10K RPM HDD的2至4倍，与随机读相比，优势很不明显。考虑到带宽密集型应用往往也需要很大的容量，以及SSD高昂的价格，硬盘驱动器是更为合适的选择。
由于Storwize V7000控制器的写策略和项目时间等因素，我们没有考察SSD的写性能，但能感觉到比读性能有不小的降低。SSD在写性能上的衰减也是很多人关心的话题，不过本文的主题不是与硬盘驱动器比较，所以不再展开。无论如何，SSD在IOPS性能上的优势已是公认的事实，不然也就没有必要讨论自动分层存储了。
SSD与硬盘驱动器的Orion性能对比
Orion：在代表数据库性能的Orion测试中，2个SSD在IOPS性能上的优势没有IOmeter里那么夸张，“只有”8个10K RPM硬盘驱动器的10倍出头，换算成单挑的理想状况，大约是46倍。带宽性能（MBps）的优势倒是比IOmeter时大，达到2.5倍；延迟则只有十分之一，证明SSD的响应时间很短，反应非常迅速。
小结：SSD的性能优势主要体现在需要很高IOPS的小数据块随机访问，符合条件的典型应用如数据库，甚至Orion的输出MBps亦有明显提升。不过数据库日常操作的MBps更多还是来自随机访问和突发传输，总体数据量不会很大。那些需要大数据量传输的高清视频等应用，一则重复使用某些数据的几率不高（难有热点），二则数据量非常大，不符合自动分层存储的精神。正如本文开篇所言，那些以频繁访问较少量数据为特征的应用，才是自动分层存储技术大展身手的理想场合。
待机而发：Easy缘于全自动
如果用Easy Tier实现分层存储真的很简单，关键在哪里？是高度的自动化，几乎不需要用户干预，如果不是某些应用的性能突然提升，很难感知到它的存在。
Easy Tier不仅是不需要用户干预，事实上用户也很少有机会干预。因为Easy Tier基本没有用户可控的选项，而是在每个存储池（Storage Pool）内部，自动地运作。当存储池内只有一个存储层（可以是一或多个MDisk，包括来自外部存储阵列的逻辑卷）时，不管是SSD层，还是HDD层（Easy Tier只支持这两个存储层），Easy Tier都处于不活动状态——没有活动的理由。
只有一种情况，用户需要面对与Easy Tier有关的选项，即告诉Easy Tier加入存储池的来自外部存储阵列的MDisk属于哪个层，因为Storwize V7000通过存储虚拟化功能只能看到逻辑卷，无法知道其底层的硬件构成——如果是个外部的固态盘阵列呢？
当另一个存储层加入进来，Easy Tier便转为活动状态，为在层间迁移数据搜集信息并加以分析。如果新加入的MDisk由SSD组成，Easy Tier会在监测一段时间后，把热点数据从已有HDD组成的MDisk（们）上迁移过去；反之，则逐渐把SSD组成的MDisk上较少访问的数据，向HDD组成的MDisk迁移。
向只有硬盘驱动器的存储池中加入SSD组成的MDisk（红色方框中），在扩展存储池容量的同时，也开启了Easy Tier的功能
Easy Tier转入活动状态多久之后，就可以在层间迁移数据了呢？按照IBM的说法，这段时间太短了不行，过于频繁的迁移反而影响性能；太长了又不能对“热点”的变化作出及时的响应，所以设定为24小时。这个时间用户不能更改，但不意味着不可调节——IBM工程师们能够利用内部版本的固件，只经过1小时的数据采集分析便开始迁移，以免向用户演示功能的时候等待太长时间。
加入SSD（mdisk1）变为两个存储层之后，存储池的Easy Tier转为活动状态。存储池的名称和图标可以手动修改，不过信息栏中没有列出构成mdisk的驱动器类型，显得不够直观
不过，我们在测试中发现了一个有趣的事情：在建立了含有1.9TB HDD层（8个300GB 10K RPM做RAID 5）和约300GB SSD层（2个300GB做RAID 1）的存储池，随即对上面的特定区域不间断访问（制造热点）之后，不到23小时，这些区域所对应的数据块（Extent）就开始从HDD层向SSD层迁移了！
在有两个存储层的情况下，新创建的卷会先由较低的HDD层分配存储空间，其后由Easy Tier视访问频度决定把哪些数据块迁移到较高的SSD层上
具体些说，这个2.2TB的（HDD和SSD）混合存储池建成之后，我们在上面创建了两个卷，100GB的运行IOmeter，检验子卷级自动分层存储；110GB的运行Orion，观察整卷迁移的状况，作为辅助。
用IOmeter在100GB的卷上创建一个50GB的文件，检验Easy Tier的子卷级自动分层存储功能
原本IOmeter与Orion一样，通常是在一个卷的范围内进行访问操作，这样的话整个卷都可能会是热点区域，不适合用来测试子卷级自动分层存储功能。不过，在已经建立文件系统的卷上，IOmeter会先创建一个名为iobw.tst的文件，然后在这个文件里面模拟卷访问操作。如此一来，热点区域就被限制在这个文件的范围内，Easy Tier应该只迁移所对应的数据块，而卷上其他区域的数据块不受影响，从而证明其子卷级自动分层存储能力。
存储池中的Extent（扩展数据块）们正在从HDD层（mdisk0）向SSD层（mdisk1）迁移
两个卷上的测试同时进行，持续约18小时的随机访问，然后停止第二个卷上的Orion测试，此时两个卷还都在HDD层的mdisk0上。因为要等到24小时，我们在第一个卷上零星运行IOmeter，但是存储池建成还不到23小时，IOmeter的测试成绩突然大幅度提升！立即查看卷的详细信息，发现已经有一些Extent迁移到SSD层的mdisk1上了。
iobw.tst文件所对应的Extent迁移完成，可见卷只有一部分迁移到了SSD层，其余非热点区域仍保存在HDD层，成功验证“子卷级自动分层存储”
正如之前根据子卷级自动分层存储的定义所推断的，100GB的卷只有保存iobw.tst文件内容的数据块被迁移到SSD层上。数据块（即Extent）的粒度为256MB，所以这个“子卷”的总容量会比iobw.tst文件略大，约为51GB。
“子卷”迁移完成，HDD层（mdisk0）上保留的与迁移到SSD层（mdisk1）上的Extent（扩展数据块）数统计
小结：由于数据块的颗粒度限制，子卷级自动分层存储所迁移的数据多少会超出实际需要，但总比迁移整个卷要好得多。以我们这个例子来说，多迁移的数据不会超过256MB（默认的Extent尺寸），而若是卷级自动分层存储，多迁移的数据将超过48GB，相差近200倍。而在实际应用中，子卷级多迁移的数据可以更多或更少（譬如粒度更大或更小，Storwize V7000的Extent尺寸就有一个变动范围），卷级多迁移的数据与实际需要之间的比例则很有可能更大（本例约为1:1）。
iobw.tst文件所对应的Extent迁移完成，可见卷只有一部分迁移到了SSD层，其余非热点区域仍保存在HDD层，成功验证“子卷级自动分层存储”
正如之前根据子卷级自动分层存储的定义所推断的，100GB的卷只有保存iobw.tst文件内容的数据块被迁移到SSD层上。数据块（即Extent）的粒度为256MB，所以这个“子卷”的总容量会比iobw.tst文件略大，约为51GB。
小结：由于数据块的颗粒度限制，子卷级自动分层存储所迁移的数据多少会超出实际需要，但总比迁移整个卷要好得多。以我们这个例子来说，多迁移的数据不会超过256MB，而若是卷级自动分层存储，多迁移的数据将超过48GB，相差近200倍。而在实际应用中，子卷级多迁移的数据可以更多或更少（譬如粒度更大或更小），卷级多迁移的数据与实际需要之间的比例则很有可能更大（本例约为1:1）
简化管理：子卷与整卷随意分层
第一个卷（100GB）上因IOmeter测试而成为热点区域的约50GB“子卷”迁移完之后，Easy Tier继续从HDD层迁移相邻的卷。由于运行Orion的缘故，这个110GB的卷上热点遍布，整体都被迁移到SSD层。
运行Orion的110GB卷开始从HDD层向SSD层迁移
随着时间的推移，从HDD层（mdisk0）迁移到SSD层（mdisk1）的扩展数据块（Extent）越来越多
这个110GB的卷在迁移时并没有应用在运行，大约每分钟能迁移4GB左右的数据（16个256MB的Extent）。之前约50GB的“子卷”迁移时大概也是这个速度，虽然上面还在运行IOmeter，但似乎还不足以构成影响。
整个卷的110GB都已迁移到SSD层
迁移完毕，构成卷的扩展数据块（Extent）全部转移到了SSD层（mdisk1）
在层间迁移前后，我们也进行了IOmeter和Orion的对比测试。
IOmeter随机读：与之前在200GB的卷上进行的“摸底测试”相比，这一次是在50GB左右的iobw.tst文件上运行IOmeter。从硬盘驱动器的角度来讲，这50GB的空间缩小了访问的范围，也更靠近盘片的外圈，相当于“短击”（short-stroke）的效果，因此在Easy Tier动手迁移之前（仍在HDD层），随机读IOPS比原先200GB硬盘驱动器MDisk上时高出约10%。好在Easy Tier把这50GB迁移到SSD层之后，IOPS也比原来有同等幅度的提升……所以迁移后（SSD）与迁移前（HDD）的性能之比仍然在20倍左右，验证了子卷级自动分层存储的效果。
50GB的“子卷”迁移到SSD层之后，性能提升幅度与第5页SSD与HDD对照测试的比值基本相符
IOmeter顺序读：以顺序读写为主的应用不是自动分层存储技术优化的对象，我们依然进行了相应的测试，主要还是作为迁移成功的辅助判别依据。同样是在iobw.tst文件（而非真正的卷）上测试的缘故，迁移前后的性能都比原来在HDD和SSD上的对应测试略高，但是同样条件下的相对比值基本保持不变。
Easy Tier迁移之后（SSD层）与Easy Tier迁移之前（HDD层）的相对值，和第5页的同一测试表现一致
Orion：由于前几段提到的“短击”因素，Easy Tier迁移前（HDD层）的IOPS比200GB HDD MDisk时高出约10%（相应地，延迟有较明显缩短），不过迁移后（SSD层）也有小幅提升，所以两者之比（SSD vs. HDD）仍维持在11倍左右；MBps方面，迁移后亦比200GB SSD MDisk时高出约10%，迁移前则有所下降，所以两者之比拉大到3倍。显然，卷级自动分层存储的效果同样得到了验证。
卷从HDD层迁移到SSD层之后，Orion性能提升同样显著
总结：卷的概念大于子卷，能在子卷级实现自动分层存储，当然也可以对整卷进行自动分层操作。在具有多个存储层的存储池，新建的卷会先从分配给较低的存储层（如HDD层）分配存储空间，如果访问频度达到了“热点”的标准，自动分层存储软件会将相应的数据块迁移到较高的存储层（如SSD层）上来，以改善IOPS性能和响应时间（降低延迟）。反之亦然，在访问频度降下来（变“冷”）以后，自动分层存储软件也会将相应的数据块迁移到较低的存储层上，节约宝贵的SSD资源。
在设计合理的子卷级自动分层存储软件的帮助下，管理员只需要给应用分配所需的存储空间，而不用考虑它们对存储介质的性能要求，大幅度减少人工规划和手动调整的工作量，从而达到简化管理的目标——如同那自动挡的豪华跑车，驾驶员把握好方向即可，升档还是降档无须操心，要享受急速狂飙的乐趣时，狠狠踩下油门就好了……
