中國IDC圈8月2日報道：計算機系統(tǒng)中最快的存儲方式是傳統(tǒng)上主要用作內(nèi)存的RAM.由于硬盤的訪問性能多年來有惡化的趨勢，而RAM的成本不斷降低，近年來，有很多研究者都在探索如何用內(nèi)存取代硬盤。

Steven Robbins的文章指出，圖靈獎得主Jim Gray很早就提出了“內(nèi)存將成為硬盤，硬盤將成為磁帶”的說法（出自2006年Tim Bray一篇討論網(wǎng)格計算的博客，2003年的訪談中他已經(jīng)表達(dá)了同樣的意思）。2008年Dare Obsanjo在分析Twitter的架構(gòu)時也看到，類似的新型應(yīng)用的最大負(fù)擔(dān)是硬盤I/O，因此會傾向于將隨機操作都放到RAM里，只將順序操作留給硬盤。

Tcl/Tk的創(chuàng)始人、美國工程院院士、ACM Fellow John Ousterhout 2008年離開工業(yè)界到斯坦福大學(xué)任教，主要的研究項目是RAMCloud——內(nèi)存云，更是將這一趨勢推到了極致。顧名思義，RAMCloud就是這樣一種新型數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)，它是由成千上萬臺普通服務(wù)器的主存所組成的大規(guī)模系統(tǒng)，任何時候、所有信息都存儲在這些快速的DRAM（動態(tài)隨機訪問存儲器，即俗稱的內(nèi)存）中，內(nèi)存取代了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的硬盤，而硬盤只作為備份使用。

2009年底Ousterhout團隊曾經(jīng)在SIGOPS Operating Systems Review發(fā)表了論文“The Case for RAMCloud”，引起了廣泛。最新出版的Communications of ACM 2011年8月刊發(fā)表了Ousterhout與他的團隊合作撰寫的同名論文，更加全面和完整地闡述了內(nèi)存云的理論與實踐。

文章指出，在過去四十年，計算機系統(tǒng)的主要存儲方式是硬盤，文件系統(tǒng)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是基于硬盤發(fā)展起來的。但是，雖然硬盤的容量提高很快（自1980年代中期以來提高超過1000倍），但性能相比之下卻一直難如人意，傳輸速率僅提高50倍，延遲更是只提高了2倍。如果按容量/帶寬來衡量，硬盤的訪問延遲實際上急劇惡化了。

與此同時，互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展之后，Web應(yīng)用架構(gòu)往往采用計算與存儲分離的方式，在數(shù)據(jù)中心中有專門負(fù)責(zé)應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯、前端呈現(xiàn)的應(yīng)用服務(wù)器，另外還有專門的存儲服務(wù)器。其中應(yīng)用服務(wù)器是無狀態(tài)的，只存儲當(dāng)前瀏覽器請求的狀態(tài)。這種分離和無狀態(tài)的方式使系統(tǒng)能夠很好地擴展到成百上千臺服務(wù)器，滿足動輒數(shù)百萬用戶的訪問需求。但是，這種架構(gòu)也使數(shù)據(jù)訪問的延遲問題加劇了——典型的網(wǎng)站為了生成一個HTML頁面，需要發(fā)出一兩百次內(nèi)部請求，訪問多次硬盤。

于是，硬盤訪問速度成為目前計算機系統(tǒng)發(fā)展的主要瓶頸。

為了解決數(shù)據(jù)訪問延遲問題，研發(fā)人員和研究者們提出了各種解決方案：用memcached等緩存（Cache），數(shù)據(jù)庫的分區(qū)，更多地用閃存替代硬盤，SSD，采用MapReduce和Hadoop等異步作業(yè)調(diào)度，NoSQL，分布式文件系統(tǒng)等等。

Ousterhout團隊則提出一種新的解決方案——RAMCloud（內(nèi)存云），將在線數(shù)據(jù)的主要存儲中心從硬盤遷移到DRAM上，而硬盤只作為備份/歸檔之用。這種內(nèi)存云可以同時實現(xiàn)大規(guī)模（100～1000 TB）和低延遲（同一數(shù)據(jù)中心應(yīng)用程序訪問少量內(nèi)存云數(shù)據(jù)只需5～10ms，比目前系統(tǒng)快100～1000倍）。

什么是RAMCloud？

RAMCloud架構(gòu)的原理在于將存儲所有商業(yè)服務(wù)器的信息在主存儲器上，并使用數(shù)百上千的服務(wù)器創(chuàng)建大型存儲系統(tǒng)。據(jù)稱，存儲在RAMCloud上的數(shù)據(jù)的延遲要比存儲在基于硬盤的系統(tǒng)上低100-1000倍，而吞吐量則會高100-1000倍。

雖然個體存儲容易改變，但RAMCloud可以利用復(fù)制和備份技術(shù)以保障數(shù)據(jù)的耐久性和可用性，就像傳統(tǒng)基于磁盤的系統(tǒng)那樣。

RAMCloud可提供低延遲和大規(guī)模，并將從以下三點改變存儲行業(yè)的現(xiàn)狀。首先，RAMCloud會消除開發(fā)大規(guī)模Web應(yīng)用所面臨的可擴展性問題。其次將啟用新的應(yīng)用類，比當(dāng)今深入100-1000倍操作數(shù)據(jù)將成為可能；RAMCloud集群可以支持單個的代謝那個程序或許多較小的應(yīng)用程序，并可在小型應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮蛻?yīng)用的開發(fā)時保證沒有額外的復(fù)雜性。

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