1998–Symmetrix4.8–FC-AL/FC-SW,SymmetrixOptimizer
1999–Symmetrix5.0–333MHzPPC,181GBdisks,QoSControls

2000-Symmetrix5.5–2GBfibreChannel,400MHzPPC
2000-2001–SymmetrixDMX–DirectMatrix,500MHzPPC,2GBFC,Back-EndParityRAID
2001–2002–SymmetrixDMX–2GFICON,GigaEthernetSRDF,iSCSI,SRDF/A,TimeFinder/Snap
2003-SymmetrixDMX-2–1GhzPPC,RAID5DataProtection,32GBMemoryDirectors
2003-2004-SymmetrixDMX-2-SRDFModeChange,ConcurrentSRDF,SRDF/Star,TimeFinder/Clone,OpenReplicator
2005–SymmetrixDMX-3–8Processors/Directors,1.3GHzPPC,LowCostFCDisks,IncrementalScalable,Upto2400disks,OpenMigrator/LM
2005-2006–SymmetrixDMX-3–DynamicCachePartitioning,SymmetrixPriorityControls,VirtualLUNTechnology,SymmetrixServiceCredential,TamperProofAuditLogs,SecureDataEraser,RAID6Protections.
2007-2008SymmetrixDMX-4–4GB/sPointtopointBackend,FC&SATAIntermix,RSAenVisionIntergration,FlashDrives,VirtualProvisioningCascadedSRDF
可以发现在EMC发布直连式矩阵DMX系列阵列之前,其Symmetrix系列都是基于总线组网的SMP架构设计的,我们说说其初期几款经典产品的和相关数据
1999年:Symmetrix4.8架构Symmetrix3630,3830,3930,配备两条平台高速总线,系统总线带宽:2×360=720MB/sec。

Symmetrix4.8架构Symmetrix3630,3830,3930
2001-2年:Symmetrix5.05.5架构,具体产品对应的内存器产品是Symmetrix8430/8730和8230/8530/8830系统总线带宽:4×400=1600MB/sec
可以发现每一代产品的更新都包括几个部份,更多的前端主机通道卡和后端卡、更新的协议支持(后端主机接口从SCSI发展到FC,从ESCON到FICONmainframe接口,后端硬盘从SCSI到ultraSCSI)、更宽的接口卡带宽、更快的处理芯片、更多的缓存容量支持、更多的磁盘数量支持,还有关键的一点是更宽和更多条的解耦总线带宽的支持更多连接在后面的组件的协同工作,这是科技突破的关键瓶颈,不管是基于SMP架构的传输器而是服务器,都是沿着相同的演进模式来提高整体性能的。。
这个模式架构是当年EMC的一个灵魂设计师MosheYanai同学设计的,此种架构叫MOSAIC2000体系构架。这样设计的存储器在EMC公司坚持了好多年,据说是由于EMC每制造一台Symmetrix存储器,都应该付给这个MosheYanai同学一笔不菲的专利费,而MosheYanai同学在EMC也很有妨碍力,因此这笔开支依然付到EMC2003年推出下一代的DMX阵列才结束。后来MosheYanai离开了EMC,创立了一家以色列小存储公司做下一代存储器,直到前几年这家小公司被IBM收购,这也就是IBMXIV存储器的由来。有此可见,这位MosheYanai大哥确实算是存储市场的超级传奇人物了。

Symmetrix5.05.5架构
EMC公司Symmetrix存储器这些基于多处理器,SCALEUP扩展模式的大内存器的设计模式一时间风靡世界,EMC公司也变成了当年Nasdaq的四骑士之一(此外三个骑士是CISCO,ORACLE和SUN,当然今年Oracle把SUN收购了,只剩下3个骑士了),其身价曾经达到过IBM,真是厉害啊。HP公司初期也以前OEMEMC的Symmetrix系列磁盘阵列作为整体解决方案提供给用户。
必须说Symmetrix的顺利也就确立了EMC在企业级存储器市场老大的地位,可是EMC因此也不满足于只做一个储存器设施的生产商,而是期望直接应对用户(此前EMC很多顶级设备都是借助OEM给HP卖出去的),当然从HP的视角想,肯定不愿意EMC直接冲到用户那里卖设备而更期望把EMC当作一个设备生产商,一家努力想出头,另外一家死命压着不让别人出头,矛盾不可防止地形成了,而且愈发越加剧。
已经在1999年前后IT界也出现了一个爆炸性的新闻,惠普中断和EMC的协议,改从东芝公司OEM企业级内存器7700E(日立在电器也很有名,但是在IT也只算是个新手,估计那时也很想开启企业存储器行业,估计HP说哪个苛刻条件也就都拒绝了,起码态度上比EMC要好这些,这样两家一拍即合)。
由于以前日立的企业级内存器7700E系列最大支持256块磁盘,因此以前命名SurestoreEXP256(这个命名很有含义,以至于在很长一段时间要了解XP最大支持多少块磁盘,只要记住XP后面的数字就可以了,比如XP512代表该内存器最大支持512块磁盘,而XP1024代表该内存器最大支持1024块磁盘)。
这种我们就提到了企业级存储行业的此外一个玩家,日立公司。我们明白中国公司擅长创造,日本公司擅长模仿(中国当时就有太多做IBM兼容机的公司,如东芝、富士通等)。可以说,日立公司起家时是借鉴了EMCMOSAIC2000的设计模式,推出了lightning7700E闪电系列内存器。下图是其模式架构,我们可以发现该存储器的设计模式和EMC早期的Symmetrix系列如出一辙。

lightning7700E闪电系列内存器模式架构
从上述的科技发展路线,我们可以发现,总线的条数和每条的数量作为了传输器演进的关键原因(磁盘和存储组件都是通用的,前端主机插槽卡和后端硬盘接口卡也有你们定好的标准)。然而总线的设计也是自身的短板:总线其本质是多条并行刻蚀在电路版上的铜电路,一般64位平台总线约有200-300条铜电路,如右图所示:

64位平台总线约有200-300条铜电路
可以说存储器外部各个组件通过总线技术互连发展到一定的时间和规模,碰到了下面详细矛盾:
1.所有设备都接到一条共享的数据/控制总线,
2.只有一对设备无法同时使用一条总线
3.提高总线的带宽只无法避免使用总线的时间,但:
a)每一设备的性能都要提升
b)线与线间更容易相互干扰
c)传送延误会做成数据不同步
d)系统必须严格环境才无法稳固运行
4.增加总线数量极困难:
a)电路的数目
b)总线的管理
总线性能提高这个难题其实不是说唯有存储器才碰到,高端的网络设施、服务器设备都遇到了类似的难题(本质上他们都是台计算机,都有互连互通的难题问题)。我们都明白,日本公司不只是擅长模仿,也擅长在模仿的基础上变革(参考中国公司在汽车产业对中国公司的竞争;日本公司在造纸产业对美国公司的竞争的历史)。在企业级存储市场的机制架构演进过程中,日立公司和HP公司携手,首先在scaleup存储器的机制架构方面迈进了差异第一步。
基于Crossbar架构的传输器模式架构
上节我们讲到,在科技工艺方面力拼总线条数和每条总线速率的战役在H系和E系间激烈地进行了一段时间,可是你们都遇到了总线速度无法再次提高的难题。服务器经历过这个发展过程,存储也经历过。
HP的superdome服务器的crossbar背板给东芝公司以启迪,XP系列的存储器其实也可以照搬服务器的设计模式,由总线背板架构转变成crossbar架构。于是H系于2000年11月28日发布了继7700和7700E以后新一代的存储器FreedomStorageLightning9900系列(比如9910和9960两个型号)。
H系的这款产品针对以往基于总线构架设计的储存器来讲应该说有突破性的差异,主要体现于以上几点
1.核心交换部分以crossbar缓存交换机为中心连接主机前端接口、后端硬盘插槽和缓存等各个组件,这里的缓存交换机即前文中说指的交叉开关;在9900系列中缺省配置两个,最大配置四个缓存交换机;
2.率先提出了控制缓存的概念,把内存器的缓存区分成数据缓存(负责缓存常用数据IO)和控制缓存(负责装载内存器操作平台,又称系统微码)两个个别,做到控制信息和数据信息分开放置,有专门的控制缓存交换机;
3.针对数据缓存和控制缓存设计配置专门的信号通道,即数据缓存通道和控制缓存通道(右图中蓝色部分表示控制缓存通道,蓝色表示数据缓存通道);
4.9900系列抛弃了当时的SCSI接口磁盘,而是引入了光纤通道接口的硬盘(1Gb的FC-AL环路),这样每条链路通信速率更快,同时每条后端链路也可以支持更多的磁盘;
5.尽管整个9900由多个组件构成,但是从整体底部分成两个区域(图中用红色实线表示)一侧区域和前面区域组成一个cluster提供高可靠性;
HDS9900系列内存器模式架构见图示

HDS9900系列内存器模式架构
我们把上述模式架构作为Hi-Star架构,多年来,H系依然秉持了这些制度架构不变,从9900系列(比如9960、9910),9900V系列(比如9970V、9980V),USP系列(比如USP、NSC55)和USPV系列(比如USPVM和USPV)从制度架构上来讲皆差异不大。每一代的更新从本质上来讲是进一步提高了控制缓存和数据缓存交换机的时延,提升前端主机通道接口的速率和数目,提升前端磁盘通道接口的总量和速率,以及提升数据缓存和控制缓存的容量。
第一代基于Histar交换架构H系内存器9900系列存储器teradata企业级,包括9960和9910两个型号。其中9960最大支持512块磁盘,HP管叫XP512;而9910最大支持48块磁盘,HP那边叫XP48;

第一代基于Histar交换架构H系内存器9900系列存储器

第三代基于Histar交换架构H系企业级存储器
上图是第二代基于Histar交换架构H系存储器9900V系列内存器,可以看到缓存交换机平台带宽从6.4GB/sec升级到了15.9GB/sec,包括9970V和9980V两个型号。其中9970最大支持128块磁盘,HP管叫XP128;而9980V最大支持1024块磁盘,HP那边叫XP1024;
而下图介绍了第三代基于Histar交换架构H系企业级存储器,这次不叫闪电系列了,改名叫USP(UniversalStoragePlatform)系列了。可以发现内存器缓存交换机平台带宽从15.9GB/sec升级到了81GB/sec,包括USP和NSC55两个型号。其中NSC55最大支持240块磁盘,HP管叫XP10000;而USP最大支持1152块磁盘,HP那边叫XP12000。可能有看官会问,怎么一下子从512、1024跳到12000去了,难不成这个东东能够支持12000块磁盘?
这也许是一共HP公司一个非常高明的比喻技巧,因为从这一始这个传输器可以支持通过虚拟化传输的科技外接第三方存储器,所以总体支持的磁盘总数跨越了单台内存机箱的限制而大大提高了(好像飞流直下三千尺难不成李白朋友还亲自量过那种瀑布有三千尺的落差?)

第四代基于Hi-star交换架构的企业级内存器
到了2007年,H系又重新升级到第四代基于Hi-star交换架构的企业级内存器,这次依然是两款存储器产品USPV和USPVM系列(这一代的主要特征是提高了针对精细化预分配的支持,因此名字后面加了一个V)。可以发现内存器缓存交换机平台带宽从81GB/sec升级到了106GB/sec,HP这边管他们叫XP24000和XP20000。
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