直接設定紀錄：DirectFlash 與 NetApp

在企業級儲存裝置中，技術債務不僅會拖慢您的速度，更決定了您的上限。NetApp 最近發表的部落格文章 “Direct Flash vs. SSD” 表示，ONTAP 管理的標準 SSD 效能「夠好」。但在NVMe時代，“夠好”還不夠好。Pure Storage^® DirectFlash^® 模組（DFM）並不是漸進式的改良，而是架構上的全面檢修。以下是 NetApp 的索賠手術明細，並以工程事實為後盾。

1. 效能與延遲：韌體管理費用 vs. 軟體定義的快閃記憶體

NetApp 表示：成熟的 SSD 韌體效能優於自訂快閃模組。
現實：DFM 消除了快閃轉換層（FTL），完全繞過 SSD 控制器的抽象。相反地，Purity OS 直接管理 NAND 的放置、垃圾收集和耗損平均。如此可產生：

低於 Sub-250μs 的延遲（理想條件下，ONTAP 管理的 SSD 則為 300–500μs，在寫入放大或混合 IO 模式下則更高）
因軟體協調 NAND 作業，在混合式 IO 工作負載下維持一致的延遲
IOPS 針對系統層級的可預測性進行調整，雖然現成的 SSD 可能提供更高的原始 IOPS，但 DFM 可最佳化端到端輸送量，並具有決定性延遲，以及跨工作負載的一致效能，避免快閃翻譯層和背景作業中出現的可變行為

ONTAP 仍仰賴硬碟管理的 FTL，這些 FTL 已針對廣泛的相容性進行最佳化，而非針對工作負載的行為進行最佳化。如此一來，延遲不一致、停頓無法預測，以及韌體引起的瓶頸。

2. 可靠性：工作負載量身訂做的快閃管理

NetApp 表示：SSD 的可靠性更高，這要歸功於既有的韌體技術。
現實：DFM 將耗損平均化等可靠性機制卸載至 Purity，並封鎖健康狀態追蹤，Purity 可全面掌握系統 IO 模式。這樣就能實現：

經過微調的寫入放大控制，使媒體耐久性提高 2.5 倍
更聰明的垃圾收集機制，根據應用程式層級的行為進行調整
不需韌體黑箱經驗式的可預測行為

SSD 韌體仍然在元件層級運作，使用超額配置和一般邏輯來掩蓋快閃記憶體的限制。雖然這能延長耐久度，但通常效率不彰，而且無法深入剖析全系統的 IO 模式。結果是混合工作負載下的延遲和行為無法預測。相較之下，Pure Storage DFM 將快閃管理轉向 Purity OS，以維持整體能見度與控制能力，進而在系統間實現快閃的協調處理、決定性延遲，以及企業級的容錯。這不只是巨觀層級的保護，更是一種精心設計的可預測性。

3. 能源效率：減少抽象，提高效率

NetApp 表示：SSD 具備足夠的效率，因此 DirectFlash 在這方面並沒有任何優勢。
現實：DFM 達成優異的電源效率，並非因為硬體不同，而是因為軟體更聰明。DFM 將快閃管理從嵌入式硬碟韌體轉變為 Purity OS，消除了冗餘流程，如板載垃圾收集、FTL 誘導的中繼資料查詢和控制器開銷。這種簡化、軟體定義的模型能夠：

每 TB 耗電量降低高達 30%
降低熱負載並提升機架級電源效率
消除對實際 IO 效能無貢獻的每硬碟 DRAM/控制器週期
為密集部署簡化的電力配置和冷卻，並擁有可支援更高機架密度的熱室

容量更大的 DFM 也能提升每 TB 的能源效率。DFM 的個別模組容量為 150TB，擴充至 300TB，因此每個模組的密度遠比 NetApp 的 61.44TB SSD 高出許多，因此可降低所需的裝置總數，進而節省機架級電力與冷卻成本。

SSD 的功耗不僅受到快閃記憶體容量的影響，而且受到包括控制器邏輯、FTL 和 DRAM 更新週期等機載處理的額外負荷影響，這些都獨立於儲存系統運作，並帶來效率低下。

4. 密度：專為快閃記憶體打造的足跡

NetApp 表示：SSD 提供更高的密度。
現實：NetApp 宣稱密度更高，但 DFM 則透過將每個模組擴充至 150TB （宣布為 300TB），相較於 61.44TB SSD，為每個 RU 提供更多可用快閃記憶體。DFM 可減少裝置數量，同時減少額外負荷，簡化擴充作業，並減少機架層級的佔用空間。

與基於機架的 SSD 機櫃相比，每個 RU 的可用密度高達 2 倍
目前的 DFM 容量：相較於 NetApp 新推出的 6150TB0TB，並宣布推出 300TB 型號 NVMe
DirectFlash 機架式架構可實現分解式容量擴充，而不會造成傳統瓶頸

NetApp 架子使用標準 NVMe SSD，容量高達 61.44TB，由 ONTAP 管理。但快閃行為取決於個別 SSD 韌體，而非儲存OS。相較之下，Pure Storage DFM 將快閃控制轉變成 Purity OS，實現 IO、耗損平衡技術和垃圾收集的總體協調。

為何重要：使用 NetApp，硬碟韌體在負載下增加變異性，尤其是在背景工作期間。Pure Storage 消除了這些瓶頸，提供更可預測的效能、更快的應用程式，以及更簡單的操作。

5. “專有” vs. 精密工程

NetApp 表示：DFM 是專有的，並鎖定客戶。
現實：整合無法鎖定 – 其架構是正確的。Pure Storage DFM 與 Purity 共同設計，以優化整個快閃堆疊：

遙測驅動的快閃記憶體管理：Purity OS 以全系統層級來控制寫入配置、垃圾收集與資料配置，而非以盲目方式控制硬碟層級。
整合式韌體/軟體生命週期：移動零件更少，邊緣外殼更少。此整合功能可降低升級風險，並消除 SSD 韌體中常見的不一致之處。
簡化、彈性的韌體設計：DFM 不依賴第三方 SSD 微代碼，但複雜度較低，穩定性更高，因此錯誤和回歸更少。

同時，NetApp 必須支援並整合硬碟與第三方韌體，因為韌體無法控制。這表示在每次更新程式碼時，都會發生無法預測的錯誤、效能調校的頭痛，以及風險。有了 Pure Storage，軟體與媒體能一起發展，提供透明度、決定性與營運一致性。

6. Metadata：Pure Storage 的階層式引擎與 WAFL 的傳統

「Purity 整理並放置多個記憶體和儲存層的中繼資料，以確保大規模的穩定低延遲。」
– “科學更好，2 吋

Pure Storage Metadata金字塔運用：

SRAM 和 DRAM 的熱門中繼資料
機上日誌記錄適用的 NVRAM
針對冷但頻繁讀取的地圖最佳化 SSD 配置

ONTAP 的 WAFL 架構雖然當時功能強大，但其設計是以旋轉磁碟為核心。其寫入副本中繼資料模型透過編寫新區塊和更新指標來引入 IO 擴增，而不是修改到位的資料。這種行為可能導致中繼資料密集操作期間的延遲飆升，例如快照建立或刪除、重建和中繼資料重組。對客戶而言，這意味著要進行更多調整，而且預測性更低，尤其是在大規模和混合工作負載條件下。

7. 投資保護與簡易性

NetApp 表示：ONTAP 和 SSD 透過靈活的媒體選項提供優異的投資保護和簡易性。
現實：Pure Storage Evergreen 基礎架構透過不中斷的升級，包括控制器和媒體，提供真正的投資保護，無需堆高機更換。DFM 完全由 Purity 管理，所有複雜度皆由使用者所擷取。NetApp 的彈性仍取決於硬碟韌體、機架相容性和 WAFL-era 中繼資料結構。真正的簡易性來自於整合式軟體硬體生命週期，而非每三到五年更換一次 SSD。

而 Pure Storage 的客戶也再次提出了以下主張：

超大規模驗證：Meta 選用 Pure Storage FlashArray 和 DirectFlash 來支援其任務關鍵 AI AI 和分析工作負載，因為當世界上最嚴苛的環境選擇平台時，它不再只是一個聲明，而是標準。
Evergreen 客戶：Evergreen^® 有 97% 以上客戶完成了至少一次不中斷的控制器或媒體升級 – 無需遷移、無需重新購買、無需停機時間。
客戶滿意度：Pure Storage 經稽核的 NPS 為 81，相較之下，NetApp 在 30 到 40 多歲間的歷史 NPS 為佳。
真實案例：一家主要的 SaaS 供應商將兩個 AFF 陣列的機架整合到一個裝有 DFM 的 FlashArray//XL 陣列中，從而將功率降低了 40%，機架空間降低了 75%。
實際成果：ServiceNow 採用 Pure Storage FlashArray 來增加雙倍容量，並提高可用性、增加運作時間，並簡化基礎架構管理。

DFM 與 SSD 的比較：頭對頭工程比較

功能	NetApp ONTAP SSD	Pure Storage DFM
快閃記憶轉譯層	存在	消除
Metadata管理	傳統（WAFL）	最佳化（Metadata金字塔）
延遲一致性	變數（依 FTL 而定）	決定性
超額配置管理費	高	低
能源效率	標準	每 TB 最高提升 30%
機架密度	有限	高達 2 倍
每個模組的最大容量	61.44TB	150TB（已宣布 300TB）
可靠性	FTL 相關	無需 FTL 即可提升 2.5 倍
混合工作負載效能	變數	提升高達 50%
硬體軟體共同設計	否	是

閉幕：架構差距

NetApp 持續在專為一般相容性而打造的 SSD 上，環繞老舊 WAFL 檔案系統邏輯。Pure Storage 打造 DirectFlash 以消除翻譯層、減少絆腳石，並最大化快閃經濟效益。NetApp 表示這是不必要的。我們說這是不可避免的。

DirectFlash 模組不只是一個更好的快閃媒體，而是專為現代化資料中心所設計的工程化儲存系統骨幹。

這不是 livin’ la vida loca，而是未來生活。