存储大讲堂 | 解析希捷双控全闪Exos X 4526
之前，益企研究院曾介绍过4U的希捷Exos CORVAULT，能放106个硬盘，总容量约2PB，那叫一个“大”！（可回顾：高密自智的存储系统什么样？｜狒解芯机文字版；高密自智的存储系统什么样？｜狒解芯机视频版）
今天存储大讲堂的主角则属于Exos X系列，主打一个“快”！
全能存
首先，我们测试的这台Exos X 4526，在2U的机箱里配满了24个SAS SSD，都是希捷Nytro 3030系列的1.92TB，总的裸容量接近50TB，实测读IOPS超过70万，可以满足企业级应用对随机访问能力的需求。
带宽性能也不错，实测达到甚至超过了顺序读12GB/s、顺序写10GB/s的指标，而且这两个性能用机械硬盘（HDD）也可以达到。Exos X 4006系列有全闪存、混合、传统三种用法：
☞全闪存aka AFA，譬如我手边这台Exos X 4526，面向高IOPS、低时延的应用场景；
☞混合（hybrid）取SSD性能与HDD价格之长，自动平衡；
☞传统即全硬盘配置，使用5U84盘机箱和扩展柜的时候，可支持多达336个机械硬盘，如果选用20TB硬盘，不到半个机柜（20U）的空间即可提供高达6.7PB的裸容量，非常适合流媒体和高容量使用场景。
回到我们面前的2U机型，从正面看，可以竖插24个2.5英寸SSD，或者横插12个3.5英寸机械硬盘，似乎与常见的2U通用型服务器没啥区别。
旋转90°，从侧面看，Exos X的2U机箱非常紧凑，深度只有60厘米出头，比主流通用服务器短15厘米以上，对机柜的适配性非常好。
实际上，这个机箱的深度可以更短，因为SSD的托架有大约一半的长度是空的，我分析有两个因素：
一是SAS/SATA转接的预留空间，可以支持单端口的SATA SSD，现在只支持双端口的SAS SSD，但没必要为节省这点空间去改机箱了；
二是要在同样的机箱内支持3.5英寸硬盘，而3.5寸大盘比2.5寸小盘要长出4厘米多。
两相叠加，差不多就是一个2.5英寸SSD的长度。
高效算
转到后面，看着终于像存储，而不是服务器了。
在中间不到一半的空间里，两个存储控制器上下排列，各有5个HD Mini-SAS类型的12Gb/s SAS接口，4个主机接口用于上连服务器，还有1个用于向下级联扩展柜。
通过更换主机接口卡，Exos X还可以支持32G FC、10G/25G iSCSI，在型号数字的第二位体现，譬如我们这台4526，5就代表SAS。
双控和级联盘柜，以及FC/iSCSI/SAS等主机接口，都是存储系统的典型特征。
这个高不到1U，长宽也只有整机一半左右的“小盒子”是新一代的4006控制器，连个9寸的披萨饼都放不下，却能在0、1、5、6、10等多个RAID等级有强劲的输出，并支持希捷升级的ADAPT 2.0。
在存储控制器的主板上，与主机接口卡呈对角线关系的2个芯片，是用于连接HDD/SSD的SAS控制器和扩展器，这款Avago SAS3408控制芯片是关键，其上行接口是8x PCIe 3.1，带宽上限为8GB/s，双控制器并行输出可以突破这一限制，譬如顺序读带宽能有12GB/s。
这两个SAS芯片旁边是4个黄色的超级电容，为缓存提供断电保护，寿命长达10年，那是相当……持久！
需要它保护的缓存在哪里？存储控制器主板上另外两个芯片的周围，都有多个DRAM颗粒。
邻近SAS级联口和管理端口，是4核8线程的英特尔至强D（Xeon D）SoC，配了8GB内存。从这个CPU的配置和位置来看，它主要承担管理职责，譬如新的HTML5 Web接口、使用Redfish标准的RESTful接口，以及新增的VMware vCenter Web客户端集成。
另一个芯片是在Exos CORVAULT中就出现过的希捷第六代VelosCT ASIC，肩负着卸载RAID运算的重任，还提供精简配置、自动分层、SSD读缓存和若干数据保护功能，是EXOS X系列4006 控制器的真·核心。围绕它配备了16GB内存，其中的数据就是超级电容的保护对象。
ASIC和CPU的内存加一起，每个控制器有24GB，双控就是Exos X存储系统参数中列出的48GB，达到前代产品的三倍。配合ASIC和CPU的升级，控制器支持的接口规格和最大容量，以及系统的整体性能，都获得了大幅度提升。
无论从整体尺寸，还是芯片上的散热片和内存容量来看，4006控制器都比常规的存储服务器更为高效且节能。希捷表示，基于ASIC的方案成本结构降低了一个数量级。可能是两个控制器的外形过于“小巧”，旁边的两个供电单元（PSU）被衬托得挺显大，实际上每个的总输出功率还不到600瓦（W）。在这样的功率水平下，80PLUS金牌（Gold）已经相当不错。
真靠谱
ExosX 4526的主要性能指标已经验证过了，现在着重看存储系统最核心的高可靠和高可用。
除了延续RAID 0、1、5、6、10这些存储系统的“基本操作”，希捷独有的ADAPT（Advanced Distributed Autonomic Protection Technology），即“先进分布式自主保护技术”也在4006这一代升级到2.0，增加的功能包括ADR（Autonomous Drive Regeneration）硬盘自修复技术、16+2条带宽度选项提高可用空间、可选择ADAPT磁盘池中热备空间预留容量、交替卷选项等。
ADAPT具有媲美RAID 6的任意两块盘故障无数据丢失能力，优势是通过并行架构显著减少重建时间，而新加入的ADR自修复能力自动分配剩余容量用于硬盘故障恢复，不需要备用盘。
基于Exos X存储系统的双控制器设计，可以快捷的构建高可用关键业务系统，譬如——Oracle RAC。正巧，益企研究院的实验室有两台基于OCSP（Open Common Server Platform，开放通用服务器平台）规范的闻泰科技G660T6服务器，可以与Exos X形成一个两数据库节点共享双控存储的高可用数据库系统。
我们在每台服务器上安装一片4个HD Mini-SAS接口的SAS HBA，分别连到Exos X 4526的双控制器上。两台服务器依次安装操作系统、创建配置盘、配置多路径、安装配置grid、安装Oracle软件、创建数据库，完成一套Oracle RAC系统的搭建，so easy！
运行SwingBench测试来观察集群的运行状态。两台服务器的配置不算高，合力输出也能有43万多的TPM（Transactions Per Minute，每分钟交易处理数）。然后我们宕掉其中一台服务器，模拟计算节点发生故障的情况，经过约90秒的波动，剩下的一台服务器把输出恢复到约20万TPM的稳定态。
再把宕掉的服务器恢复，集群回归正常，达到44万TPM。我们关闭一个存储控制器，模拟控制器故障的情况。在只有一个存储控制器工作的情况下，集群的输出先是略有下降，来到40万TPM，经过约70秒的调整，重新稳定在44万TPM，体现了Exos X存储系统的高可用。
全能又高效，关键挺靠谱；新一代Exos X，想要就入手！