技术揭秘：探寻高端存储架构的演进历程

　　低端存储拼价格，中端存储拼功能，那么高端存储拼什么？当然是架构。5月8日，浪潮正式推出新一代高端存储AS18000，满足了关键业务对高性能、高可靠性、高可扩展性的核心需求，而这一切的基础就是其独特的架构--业内领先的全共享交换架构iMatrix。

　　谈及架构设计，对于高端存储系统来说，就像摩天大楼的建筑结构设计，不同的结构决定了建筑的安全性、耐久性和适用性。所以，高端存储的架构设计将对产品的性能、可靠性、可扩展性起到决定性作用。

全共享交换架构iMatrix

　　俗话“外行看热闹，内行看门道”。对于高端存储来说，这个门道就是架构。高性能、高可靠和可扩展性是所有高端存储面临的“三角”难题，也是成为衡量高端存储技术领先性的重要指标。如何在三者之间取得均衡，对于厂商和用户来说都是一道难题。那么，高端存储架构经历了怎样的演进呢？浪潮全共享交换架构iMatrix又是如何重新定义新一代高端存储架构的领先性呢？且看下文分解。

黄色方块代表控制器，浅蓝色方块代表缓存，深蓝色方块代表存储介质，白色方块代表交换，线条代表线缆

　　多控高端存储演进

　　先回顾一下存储架构过去几十年的发展历史。高端存储是在大型机、小型机出现后，随着数据规模的持续增长需求开始出现，自从问世就一直承担着IT应用中的最核心的业务数据的存储、管理。其中，基于开放系统的高端存储系统出现的时间已接近20年。按时间顺序，高端存储架构经历了从总线架构到交换式架构、矩阵直连架构、分布式架构、全共享交换式架构的演进历程。浪潮AS18000的推出将高端存储架构定格在新一代全共享交换架构。可以这样说，浪潮AS18000采用的新一代全共享交换架构的iMatrix融合了前几代架构的优势，既充分发挥了交换架构的高可靠优势，又使得分布式架构的高扩展优势得以全面施展。浪潮AS18000为高端存储的可靠性、扩展性、性能、延迟等指标树立了新杆杆。

　　1.总线架构：扩展性差，总线资源争用

　　目前，已经没有厂家再采用总线交换式的架构。EMC和HDS的早期产品都曾经采用过这种架构。该架构的缺点是可扩展性不强，且由于基于总线，存在总线争用，造成数据访问效率受到影响。

　　2.交换式架构：时延大，资源争用

　　交换式的架构通过交换ASIC将前端和后端连接进行数据交换。交换式架构具有更好的可扩展性，但要解决减少交换时延和交换争用等问题。目前，在全球仍有高端存储厂商在采用该架构。

　　3.矩阵直连架构：不易扩展，布线复杂

　　该架构的前端和后端采取矩阵式直接连接方式，缺点是可扩展性很差，同时由于连接信号线数目众多，在一定程度上给布线和维护带来了困难。EMC的DMX-4就是采用基于矩阵直连式的存储阵列架构。目前，EMC在VMAX高端存储上已经弃用该架构。

　　关于矩阵直连式架构的诞生，在这里给大家讲个小故事，据说当年研发出交换式架构的厂商对该架构申请了技术专利。这样就让竞争厂商没有办法采用，只得放弃交换式架构另辟蹊径，转而将每个需要通信的部件全部用线连起来，确保架构的应用能力，并且规避专利版权问题。这就是矩阵直连式架构的由来。

　　矩阵直连架构的优点是：数据响应敏捷、时延低，因为不用经过交换机。缺点也显而易见：扩展性差。可以想象，每增加一个控制器，都会带来线缆的大量增加，给产品设计带来不小的挑战，也增加了项目实施和运维的复杂度。

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