戴尔 PowerScale 率先引入 QLC 加速企业数字化转型

二、从应用需求看，目前包括金融、广电媒体娱乐以及EDA设计等行业，由于日常要处理大量人工智能、机器学习以及海量的非结构化数据实时分析等业务，因此他们需要部署全闪存储来化解这些挑战，这也导致QLC SSD受到了市场的青睐。

“这些行业的一个重要特点就是性能要求高，同时存储容量也比较大，过去都是采用很多节点使用许多HDD硬盘并发吞吐来搭建系统，但随着全闪存储的发展，尤其业界一些知名的闪存盘供应商提供了不少企业级的QLC SSD的产品和方案，这样就让QLC SSD应用到新兴的工作负载中变为可能，同时更使得他们部署全闪存储节点时也有了更多的选择。”岑广海说。

三、从技术趋势看，无论是结构化数据，还是海量非结构化数据中，从混闪到全闪部署的转变也是新的技术趋势，而QLC SSD这样的闪存介质能帮助这种转变提速。

我们知道，随着存储介质上每个单元存储的数据不断增多，尽管容量得到了提升，但市场上更多的关注点，还是其背后的性能和耐久性都会有所损失，但从TLC向QLC的切换过程中，PowerScale通过其存储系统整体性能的优化，使得使用QLC SSD的节点的性能和使用TLC SSD的节点维持在了同一个水平。

岑广海表示，性能对于行业客户而言确实是非常关键的，但是，考察存储的性能不能只局限于介质的性能表现，而应该从存储的整体表现来进行衡量。从戴尔内部的测试结果来看，PowerScale使用同样容量的QLC SSD的节点和使用TLC SSD的节点，其在性能方面的表现是一样的。之所以有这样的结果，是因为PowerScale在系统性能优化方面下了很多的“功夫”。

“PowerScale本身是一个横向扩展，且通过多个节点和高速网络连接组合而成的存储集群系统，因此在实现读写功能时，或者说当有一个文件进来之后，PowerScale会把文件进行切片，然后分散给到所有的节点，让节点自己去实现落盘——而背后代表的含义就是，数据不会只单独写到每一个节点之中，而是所有相关节点的多块存储介质分散地写，这样性能就得到了保障。

在此基础上，PowerScale还有一个NVDIMM系统，也就是说它提供非易失性内存的能力，因此当数据写入每个节点之中时，并不是直接落盘，而是先落在每个节点的NVDIMM里，等在NVDIMM中攒够了一批再落盘。这样无论是TLC或者QLC的SSD，对PowerScale而言几乎都是没有任何区别的，由此也最大化的利用了存储介质性能，并保证了对整个存储系统写操作的性能发挥。”岑广海说。

当然，也要看到尽管QLC技术落地已经过去了几年时间，针对QLC技术的生态系统也在不断完善，但市场上对QLC技术依然有些“担忧”或者误解，主要集中在两个方面，即性能和寿命。

针对性能，上文已经有所涉及，对于基于QLC的SSD产品，目前SSD的供应商其实也正在通过多种技术对性能进行补偿，比如多通道，多die，利用高并发对性能进行补偿等；而PowerScale本身也在存储系统整体的性能优化方面进行创新，使得QLC的性能表现了取得了和TLC一样的成绩。

针对寿命，有 数 据 显 示:从 SLC-MLC-TLC-QLC， 其可擦写的次数 P/E(一次完整 NAND 全盘写入)从10万次、30000-1万次、300—1000 次、100—150次一路走低，也就是说其耐久度和寿命确实是显著了下降了。对此，岑广海强调说，如果从技术的角度出发来看，QLC介质的使用寿命完全不是一个值得担心的问题，因为可以从几个维度来做观察：

◆第一，衡量SSD的使用寿命涉及几个指标：PBW、P/E和DWPD。这三者的关系是DWPD = (PBW/CAPACITY/WARRENTY_PERIOD/365)=([P/E]/WARRENTY_PERIOD/365)。从DWPD指标维度看，所谓DWPD指的是每天的写入次数，目前戴尔科技集团使用的是企业级的QLC SSD，其DWPD的数据是0.42到1.7之间（取决于写操作的模式），那么对于一个企业而言，每天是否有可能对搭载了QLC介质的存储系统写入0.42次呢？

“我们以PowerScale F900最小配置3个节点来测算，如果都配置15TB的QLC SSD，大约能够提供1080TB的裸容量，也就是1个PB多一些，为了简单地示例，我们就拿裸容量来进行估算。在如此之高的容量之下，假设企业每天改动其中10%的数据，那就是100TB左右的数据，但在实际具体的应用中，很少有企业会每天都改动100TB的数据。可是我们用这1PB的容量乘以0.42的DWPD指标，却可以得到整个存储系统每天允许420TB的数据量被改动，这远大于刚刚计算得到的100TB的改动量。

所以即使企业真的每天要写入100TB的数据，那么QLC SSD也是能够完全支持的。同时读操作对QLC的使用寿命是完全没有影响的。而实际上，企业大部分应用并不是只有纯粹的写操作，而是混合的读写操作，甚至，大部分的应用属于读多写少。因此，我们不能仅仅只看到QLC 0.42的DWPD指标，就简单地下结论说QLC使用寿命短不适用于企业存储，而要具体分析企业实际使用场景，从而来打消客户在网络上阅读到的QLC使用寿命不行的简单印象。”岑广海说。

◆第二，从QLC介质维度来看，针对 QLC NAND 颗粒的寿命和耐久度，这次PowerScale采用的是第二代企业级的QLC SSD，来自Solidigm（也就是原来的英特尔的全闪驱动器）。Solidigm所使用的垂直浮栅闪存采用了更高端的氧化层进行控制，大大降低了电子干扰的风险，同时将电子数量提升了6倍左右等等，再如Solidigm在QLC SSD盘固件设计上，也有磨损均衡设计，尽可能将数据均匀散步在各个颗粒，避免局部热点的出现等等，换句话说QLC SSD供应商方面，本身也在一直提高QLC介质的寿命。

◆第三，从PowerScale的维度看，PowerScale同样针对QLC SSD提供了三重的“保障”，包括PowerScale的体系架构设计和读写机制上，能够有效的延长SSD盘的使用寿命，具体的原理在上文中已经分析过；同时，PowerScale针对QLC SSD也提供了对应的维保服务，一旦QLC SSD出现问题，在有效维保期内，同样能够免费更换的。