蘋果北卡羅來納梅登數(shù)據(jù)中心俯瞰圖（騰訊科技配圖）

騰訊科技訊（瑞雪）北京時(shí)間3月15日消息，《連線》雜志近日刊載文章稱，蘋果和Facebook都正在從企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤廠商Fusion-io那里購買新一代的硬件設(shè)備，旨在推動(dòng)自身數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。文章指出，內(nèi)存世界和硬盤世界之間的界限正在變得模糊，而閃存卡在很大程度上被認(rèn)為是服務(wù)器存儲(chǔ)的未來。

以下是這篇文章的全文：

如果你雇一架飛機(jī)，就能飛過蘋果在北卡羅來納州林地中運(yùn)營著的規(guī)模宏大的數(shù)據(jù)中心，為這座占據(jù)50萬平方英尺（約合4.6萬平方米）的大型設(shè)施拍下一些遠(yuǎn)景照片，它是蘋果iCloud網(wǎng)絡(luò)服務(wù)背后的推動(dòng)力。而如果你是步行的話，那么不妨靠得近一些。或許你甚至可以偷偷看一眼太陽能電站或是生物質(zhì)能發(fā)電廠，它們?yōu)檫@座數(shù)據(jù)中心提供電力。但蘋果不會(huì)允許你進(jìn)入到這座建筑物里面，也不會(huì)告訴你在那里可能會(huì)找到什么。如果能知道那就太好了。

跟谷歌(微博)和亞馬遜一樣，蘋果也向全球范圍內(nèi)的數(shù)億人提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)——最新的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，iCloud的用戶人數(shù)超過了2.5億——這就需要全新的硬件和軟件，其數(shù)據(jù)中心里的設(shè)備需要比大多數(shù)其他數(shù)據(jù)中心都要更有效率。你可以認(rèn)為這是未來的技術(shù)；隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的繼續(xù)增長，蘋果和谷歌之流所使用的技術(shù)將逐漸滲入世界其他地方。事實(shí)上，在很多情況下，這種滲透已經(jīng)開始了。

“這些互聯(lián)網(wǎng)巨頭都是先驅(qū)者。”數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域中的長期分析師、目前負(fù)責(zé)運(yùn)營在線技術(shù)研究社區(qū)Wikibon的大衛(wèi)·佛羅耶（David Floyer）說道。

我們所知道的事情是，蘋果正在花費(fèi)大量資金從一家名為Fusion-io的公司那里購買新一代的硬件設(shè)備，后者是一家企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤廠商。按照相關(guān)規(guī)定，F(xiàn)usion-io需要披露通常在其營收中占有較大比例的客戶信息；據(jù)這家總部位于鹽湖城的公司發(fā)布的最新年報(bào)顯示，2012年該公司營收的25%（8980萬美元）來自于蘋果。這只是來自一家公司的一個(gè)數(shù)據(jù)而已，但這個(gè)數(shù)據(jù)可以作為一個(gè)“標(biāo)桿”，向我們展示現(xiàn)代的數(shù)據(jù)中心正在走向何方。

在蘋果于北卡羅來納州梅登（Maiden）運(yùn)營的數(shù)據(jù)中心或是其他類似規(guī)模的數(shù)據(jù)中心里，你會(huì)看到成千上萬的服務(wù)器。Fusion-i生產(chǎn)的一種纖巧的卡片會(huì)被插入這些服務(wù)器，跟數(shù)以百計(jì)的大容量閃存擠在一起，這些東西把持著你智能手機(jī)上的所有軟件和數(shù)據(jù)。你可以把這種卡片視為通常會(huì)被用于服務(wù)器的老式硬盤的替代品，它在很大程度上就像是一塊硬盤，能存儲(chǔ)各種信息。不過，這種卡片沒有任何活動(dòng)件，這意味著它一般會(huì)更加可靠。跟傳統(tǒng)硬盤相比，它消耗的電量更小，而且能讓你更快地讀寫數(shù)據(jù)。

但那只是這種卡片的功能之一，它同時(shí)還可作為加強(qiáng)版的服務(wù)器主存儲(chǔ)子系統(tǒng)運(yùn)行，這個(gè)子系統(tǒng)是中央處理器暫時(shí)緩存數(shù)據(jù)的地方，以便在需要時(shí)迅速調(diào)用。你知道，今時(shí)今日速度超快的處理器不僅是讓硬盤根不上它的速度，就連主存儲(chǔ)器也是如此——硬盤轉(zhuǎn)速過慢，內(nèi)存空間過小——而通過自身生產(chǎn)的閃存卡，F(xiàn)usion-io的目標(biāo)是克服這兩個(gè)瓶頸。

“如果愿意的話，你可以把它做成傳統(tǒng)硬盤的樣子，但也能像現(xiàn)在的樣子，讓一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部能容納更多的硬盤。”Fusion-io首席執(zhí)行官大衛(wèi)·弗林（David Flynn）說道，這位工程師與連續(xù)創(chuàng)業(yè)家里克·懷特（Rick White）在2006年聯(lián)手創(chuàng)建了這家公司。“我們之所以將其稱為Fusion-io，是因?yàn)樗�是�?nèi)存與硬盤的融合體，而且兩者是密不可分的。”

其結(jié)果就是，像蘋果這樣的公司能更有效地處理從互聯(lián)網(wǎng)各處流入其數(shù)據(jù)中心的所有請(qǐng)求。這個(gè)數(shù)據(jù)中心能更快地交付數(shù)據(jù)，而且是在所用服務(wù)器更少的情況下做到這一點(diǎn)——對(duì)于規(guī)模如此龐大的業(yè)務(wù)來說，用較少的服務(wù)器來交付數(shù)據(jù)是一件至關(guān)重要的事情。這就是為何蘋果要花那么多錢在Fusion-io身上的原因所在，也是為何其他許多公司正朝著同一個(gè)方向前進(jìn)的原因所在。在2012年，F(xiàn)acebook花在從Fusion-io那里購買硬件的錢比蘋果更多，為1.0779億美元。整體來說，在過去幾年時(shí)間里，這兩家互聯(lián)網(wǎng)巨頭已經(jīng)在Fusion-io身上花了將近5億美元，而云計(jì)算公司Salesforce.com等規(guī)模較小但卻正在增長中的公司也同樣正在使用這種閃存卡。

Fusion-io已經(jīng)在這些龐大的數(shù)據(jù)中心里取得了如此巨大的成功，這促使其他許多公司也爭相跟風(fēng)。就在上周，科技巨頭EMC剛剛發(fā)布了一整套新的閃存卡產(chǎn)品，硅谷創(chuàng)業(yè)公司Violin Memory也已經(jīng)推出閃存卡。另一家創(chuàng)業(yè)公司Virident Systems正在開發(fā)類似的產(chǎn)品，世界上最大的硬盤廠商之一希捷將在不久以后利用Virident閃存卡“突襲”大型互聯(lián)網(wǎng)公司及其他公司。

Fusion-io閃存卡（騰訊科技配圖）

希捷已經(jīng)在向大型互聯(lián)網(wǎng)公司——包括蘋果、Facebook、谷歌、微軟和亞馬遜在內(nèi)——直接出售硬盤驅(qū)動(dòng)器，未來也將繼續(xù)這樣做。但這家公司現(xiàn)在所關(guān)注的是，數(shù)據(jù)中心未來將走向何方。“內(nèi)存世界和硬盤世界之間的界限正在變得模糊。”希捷新閃存硬件業(yè)務(wù)部門的負(fù)責(zé)人加里·根特里（Gary Gentry）說道。“人們已經(jīng)受到了Fusion-io的啟發(fā)。”

但這種趨勢并非是由一家公司所推動(dòng)的。谷歌也正在自己的服務(wù)器內(nèi)部使用閃存卡——去年夏天我們從谷歌全球數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)人烏爾斯·霍爾澤（Urs Holzle）那里聽說了這個(gè)消息——而據(jù)硅谷傳言稱，這家搜索巨頭正在生產(chǎn)自己的閃存卡。微軟告訴我們說，這家公司也在自己的數(shù)據(jù)中心中使用類似的閃存卡，而且在很大程度上認(rèn)為這將是服務(wù)器存儲(chǔ)的未來。

微軟服務(wù)器工程總經(jīng)理Kushagra Vaid指出，閃存能進(jìn)一步改進(jìn)服務(wù)器存儲(chǔ)子系統(tǒng)，原因是其具有“非易失性”，意味著當(dāng)你關(guān)閉或是重啟服務(wù)器時(shí)，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。在研究人員正尋找其他辦法來改進(jìn)服務(wù)器存儲(chǔ)的同時(shí)，Vai認(rèn)為“正在非易失性存儲(chǔ)領(lǐng)域中發(fā)生的創(chuàng)新”是所有可能性中最有趣的。

Fusion-io聯(lián)合創(chuàng)始人大衛(wèi)·弗林（中）和里克·懷特（右）

靈感源自糟糕的想法

如果你對(duì)Fusion-io稍有了解，那么就會(huì)知道這家公司的首席科學(xué)家是史蒂夫·沃茲尼亞克（Steve Wozniak），也就是與其高中時(shí)代的好友史蒂夫·喬布斯（Steve Jobs）聯(lián)手創(chuàng)立蘋果的那個(gè)人，人們經(jīng)常都會(huì)親切地把他叫作沃茲。對(duì)于Fusion-io的新一代存儲(chǔ)產(chǎn)品而言，沃茲就像是會(huì)走路的公關(guān)宣傳品，但這個(gè)想法并不是他的，而是發(fā)源于里克·懷特和大衛(wèi)·弗林。

在聯(lián)手創(chuàng)立Fusion-io以前，懷特和弗林曾在一家名為Realm Systems的公司中共事，這家公司出售一種能放在人們口袋里的電腦，這種電腦的設(shè)計(jì)目的是讓人們能把自己的在線身份帶到任何地方去——你可以把它插入另一臺(tái)電腦，通過指紋掃描或是其他方式來認(rèn)證身份，然后就能在一瞬間登陸所有軟件應(yīng)用——但是這種產(chǎn)品從來都沒有真正“起飛”，其部分原因是這家公司的資金陷入了干涸狀態(tài)。

當(dāng)兩人開動(dòng)腦筋構(gòu)思創(chuàng)建一家新公司的想法時(shí)，華特建議稱，他們應(yīng)該把Realm微型電腦內(nèi)部的處理器改變下用途。他對(duì)弗林說，如果他們能把數(shù)百個(gè)這樣的處理器連到一起，那么就能創(chuàng)造出一種低能耗的超級(jí)電腦，可在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部運(yùn)行海量應(yīng)用。弗林是一名工程師，他曾在勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Livermore National Labs）等機(jī)構(gòu)中制造過超級(jí)電腦。他對(duì)懷特說道，那是一個(gè)糟糕透頂?shù)南敕?#8212;—“他提醒我說，那些微型電腦中的處理器不能做到浮點(diǎn)處理。”懷特回憶道。但是，這種想法觸發(fā)了另外一個(gè)想法。

除了處理器以外，Realm微型電腦中還有閃存。他們用閃存來代替硬盤驅(qū)動(dòng)器，作為對(duì)構(gòu)成其存儲(chǔ)子系統(tǒng)的DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）的補(bǔ)充。弗林認(rèn)識(shí)到，把所有這些微型處理器連到一起是沒有意義的，但可以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行重新構(gòu)建，使其看起來更像是Realm電腦。

現(xiàn)在有很多公司都已經(jīng)在提供固態(tài)硬盤，這是一種旨在模仿硬盤驅(qū)動(dòng)器的閃存設(shè)備，看起來與硬盤驅(qū)動(dòng)器相似，能插入相同的接口。但弗林的目標(biāo)則是另一種不同的東西，他想要生產(chǎn)一種同時(shí)還能模仿服務(wù)器存儲(chǔ)子系統(tǒng)的閃存設(shè)備。“我從事過有關(guān)超級(jí)電腦的工作。”弗林說道。“我知道這些大型系統(tǒng)最大的問題就是缺少存儲(chǔ)空間。”

從設(shè)計(jì)方面來看，今天的服務(wù)器處理器只能使用特定數(shù)量的DRAM。從理論上來說，存儲(chǔ)空間上限是4TB，也就是4000GB；但在實(shí)際上，大多數(shù)服務(wù)器所裝配的DRAM都要少得多。弗林的想法是，開發(fā)一種相當(dāng)于二級(jí)存儲(chǔ)子系統(tǒng)的產(chǎn)品，從而容納多得多的數(shù)據(jù)，而這種想法的結(jié)果就是Fusion-io閃存卡得以誕生。這種閃存卡并非插入硬盤驅(qū)動(dòng)器的控制器，而是直接插入PCIe接口；換而言之，這種閃存卡與處理器之間的距離變得更近，繞過了運(yùn)行硬盤驅(qū)動(dòng)器所需要的全部額外硬件和協(xié)議。

在今天看來，這像是一件顯而易見應(yīng)該去做的事情；但在當(dāng)時(shí)，這種想法是相當(dāng)偏離常規(guī)的。這不僅是公司習(xí)慣了在服務(wù)器內(nèi)部僅使用硬盤驅(qū)動(dòng)器和DRAM的緣故，而且還是因?yàn)樗鼈儗⒋蟛糠謹(jǐn)?shù)據(jù)都在服務(wù)器以外進(jìn)行存儲(chǔ)——也就是存儲(chǔ)在所謂的“存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)”（SAN，storage area network）中。而通過自己生產(chǎn)的閃存卡，F(xiàn)usion-io尋求取代這些笨重的儀器，它把這種閃存卡稱為“手心里的SAN”。

最早的大客戶是Facebook

Fusion-io在2007年秋天推出了閃存卡，當(dāng)時(shí)這家公司所獲得的第一個(gè)大客戶就是Facebook。弗林與保羅·薩博（Paul Saab）是好友，后者是一名Facebook軟件開發(fā)者，也是FreeBSD開源操作系統(tǒng)的知名捐助人之一。隨后，這兩家公司之間的關(guān)系就開始不斷地進(jìn)展。時(shí)至今日，F(xiàn)usion-io甚至將跟Facebook工程師一起合作設(shè)計(jì)新的閃存卡。

蘋果則來的比較晚一些。一種很自然的想法會(huì)是，F(xiàn)usion-io與蘋果之間的合作關(guān)系是由沃茲尼亞克——他是在2008年加盟Fusion-io，出任該公司首席科學(xué)家的——推動(dòng)的，但據(jù)弗林說，事實(shí)并非如此。跟通常做法一樣，蘋果并未對(duì)有關(guān)討論該公司使用閃存卡一事的請(qǐng)求作出回應(yīng)，但Facebook則是另一種態(tài)度。跟蘋果不同，這家社交網(wǎng)絡(luò)巨頭樂于公開自己數(shù)據(jù)中心內(nèi)部使用的硬件和軟件，而該公司新時(shí)代的系統(tǒng)應(yīng)該會(huì)讓你很好地了解這些閃存卡能如何重塑服務(wù)器。

最初，F(xiàn)acebok將這種閃存卡用在運(yùn)行其數(shù)據(jù)庫軟件的服務(wù)器中，這也是其他公司對(duì)閃存固態(tài)硬盤通常的用法。基本上來說，這些閃存卡取代了硬盤驅(qū)動(dòng)器。通過在閃存卡而非硬盤驅(qū)動(dòng)器中運(yùn)行數(shù)據(jù)庫軟件的方式，F(xiàn)acebook能大幅提高狀態(tài)更新、用戶評(píng)論以及其他社交網(wǎng)絡(luò)交流活動(dòng)的交付速度。

“當(dāng)一項(xiàng)請(qǐng)求進(jìn)入數(shù)據(jù)庫層面時(shí)，我們想要能以非常快的速度對(duì)其作出應(yīng)答。”Facebook硬件設(shè)計(jì)主管弗蘭克·弗蘭科夫斯基（Frank Frankovsky）曾這樣對(duì)我們說道。“對(duì)用戶來說，這是在整體往返時(shí)間方面所作出的一種重大改進(jìn)。”與此同時(shí)，這些閃存設(shè)備還能減少因設(shè)備故障而帶來的麻煩。正如弗蘭科夫斯基所說，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部硬盤驅(qū)動(dòng)器比其他任何設(shè)備都更容易出故障。今天，F(xiàn)aceobok甚至?xí)�通過這些閃存卡來啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

除了運(yùn)行數(shù)據(jù)庫軟件的服務(wù)器以外，F(xiàn)acebook目前還正在把這種閃存卡用于其他服務(wù)器；而且，閃存卡不僅只是取代硬盤驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)也正在取代內(nèi)存。從傳統(tǒng)上來說，F(xiàn)acebook還運(yùn)營著另一個(gè)層面的服務(wù)器，用來運(yùn)行所謂的“Memcached”緩存系統(tǒng)，這是為了對(duì)用戶最關(guān)注的東西提供更加迅速的回應(yīng)；通過這種數(shù)據(jù)，甚至不必訪問數(shù)據(jù)庫層面就能迅速回應(yīng)。這套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)得非常好，但Facebook目前正在對(duì)這些服務(wù)器也作出改造，創(chuàng)造一個(gè)新的軟件平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)能在閃存卡而非在主存儲(chǔ)器中緩存數(shù)據(jù)。

通過這個(gè)名為“McDipper”的新平臺(tái)，F(xiàn)acebook能緩存的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)超以往。“閃存能讓每臺(tái)服務(wù)器的容量提高最多二十倍，同時(shí)仍可支持每秒鐘數(shù)萬次的操作。”這家公司在最近發(fā)表的一篇博客文章中說道。“很明顯這正是對(duì)這個(gè)問題的解答。”

微軟的Kushagra Vaid指出，雖然這種設(shè)備的速度仍舊遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于主存儲(chǔ)器，但已經(jīng)足夠快，而且能耗較低。當(dāng)數(shù)據(jù)中心的規(guī)模達(dá)到微軟、Facebook或蘋果的水平時(shí)，保持較低的能耗就跟其他任何事情一樣重要了。他進(jìn)一步指出，使用閃存設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)在于，這種設(shè)備能帶來更多的選擇，而且從長期來看，這些選擇只會(huì)日益擴(kuò)張。“這個(gè)新的平臺(tái)架構(gòu)只花了兩年時(shí)間就已被創(chuàng)造出來。”他解釋道。“到今天，在如何平衡性能和能耗的問題上，應(yīng)用已經(jīng)變得更加精明，原因是其可以在系統(tǒng)內(nèi)存和非易失性存儲(chǔ)器之間選擇合適的平衡點(diǎn)。”

軟件公司

Facebook是從頭開始構(gòu)建McDipper平臺(tái)的，這也可以證明閃存卡到底正在多大程度上改變數(shù)據(jù)中心。現(xiàn)有軟件并非為了在閃存卡上運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，因此必須設(shè)計(jì)新的軟件。這就是為何Fusion-io會(huì)有工程師在蘋果和Facebook等最大客戶的數(shù)據(jù)中心里工作的原因所在，同時(shí)也是為何這家公司要聘用多名因善于Linux內(nèi)核相關(guān)工作而著稱的軟件開發(fā)者的原因所在。在大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心里，大多數(shù)機(jī)器搭載的開源操作系統(tǒng)的核心都是這種軟件。克里斯·梅森（Chris Mason）是這些開發(fā)者中的一員，他曾負(fù)責(zé)一個(gè)名為Btrfs的Linux文件系統(tǒng)；此外還有詹斯·艾克索伯（Jens Axbo），他曾開發(fā)過多種Linux數(shù)據(jù)輸入和輸出相關(guān)工具。

“與人們?cè)谶^去數(shù)十年時(shí)間里一直都在使用的存儲(chǔ)設(shè)備相比，現(xiàn)在的存儲(chǔ)設(shè)備已經(jīng)大不相同，它們打破了一整套規(guī)則，以迥異于以往的方式運(yùn)行，能做到以前不可能做到的許多事情。”梅森說道。“但你必須要對(duì)核心軟件作出改變，才能做到這一點(diǎn)。”

梅森和弗林解釋道，之所以要對(duì)Linux及其他軟件作出改變，目的是要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，從而在最大程度上利用閃存卡。同時(shí)，這還是為了讓公司能更加容易地開發(fā)自己的軟件。現(xiàn)在，F(xiàn)usion-io正在提供一個(gè)軟件開發(fā)工具包，方便開發(fā)者設(shè)計(jì)基于閃存卡的工具。弗林說道，今時(shí)今日的Fusion-io已經(jīng)在很大程度上變成了一家軟件公司，而不是硬件公司。

這一點(diǎn)在這家公司最近為“開源計(jì)算項(xiàng)目”（Open Compute Project）所作出的貢獻(xiàn)中可見一斑，這是由Facebook牽頭進(jìn)行的一個(gè)項(xiàng)目，旨在為數(shù)據(jù)中心創(chuàng)造出新的硬件設(shè)計(jì)，并且將這些設(shè)計(jì)與全世界共享。在這個(gè)冬天，F(xiàn)usion-io將其閃存卡設(shè)計(jì)開源化，公布了除控制器以外的其他所有信息，目的是推動(dòng)人們開發(fā)出更多能運(yùn)行其新軟件的閃存設(shè)備。

弗林說道，他們的希望看到的是，廣達(dá)（Quanta）和緯創(chuàng)（Wistron）這樣的電腦廠商將在服務(wù)器主板中直接整合閃存，從而使其更加靠近處理器。畢竟，那才是數(shù)據(jù)中心未來將走向的方向。