Marvell技術副總裁Nick Ilyadis
Marvell在OCP峰會上首次推出第二代NVM Express SSD控制器88SS1092,,突破數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)磁介質的局限性;
SSD在數(shù)據(jù)中心的應用:NVMe以及歷史沿革
當SSD被首次引入數(shù)據(jù)中心時,,還需要配合當時的總線技術(例如SATA和SAS工作,而這些總線技術都是針對磁介質開發(fā)的,。即使最快的HDD也比不上SSD的速度,,其對應總線的吞吐能力也成為阻礙充分發(fā)揮SSD技術優(yōu)勢的一大瓶頸。作為一種在網絡,,圖形以及其他插入式設備上廣泛應用的高帶寬總線,,PCIe 成為了可行的選擇,但PCIe總線配合原本為HDD開發(fā)的存儲協(xié)議(例如AHCI)仍然無法有效發(fā)揮易失性存儲介質的性能優(yōu)勢,。此后,,NVMe工作組應運而生,旨在基于PCIe總線開發(fā)一套標準化的協(xié)議和命令,,以便在數(shù)據(jù)中心充分發(fā)揮SSD的優(yōu)勢,。NVMe規(guī)范是全新開始設計的,支持當前和未來的易失性存儲介質,,實現(xiàn)高帶寬和低延遲存儲訪問,。
NVMe優(yōu)化了命令發(fā)送和完成通路,,單個I/O隊列中支持最多達64K條命令。此外,,增加了許多企業(yè)功能支持,,例如端到端數(shù)據(jù)保護(與T10 DIF和DIX標準兼容),增強錯誤報告和虛擬化功能,??偠灾琋VMe作為一種可擴展的存儲應用協(xié)議,,旨在充分發(fā)揮PCIe SSD性能,,從而更好的滿足企業(yè)級、數(shù)據(jù)中心和消費級等各種場景的應用需求,。
SSD網絡架構
來自Marvell等公司的新型NVMe控制器允許數(shù)據(jù)中心通過共享存儲數(shù)據(jù)實現(xiàn)最高的性價比,。使用SSD建立存儲集群,取代以往為每臺服務器單獨配置存儲的方式,,提高數(shù)據(jù)中心存儲總容量,。此外,通過為其他服務器建立公共區(qū)傳送數(shù)據(jù),,可以方便地訪問共享數(shù)據(jù),。因此,,這些新的架構使得數(shù)據(jù)中心不僅能充分利用SSD的高速性能,,而且可以更經濟地在整個數(shù)據(jù)中心部署這些SSD,從而降低了總成本,,簡化了維護工作,。針對負載較高的服務器,不用增加額外的SSD,,而是從存儲池動態(tài)分配滿足其需求。
舉個例子,,如果系統(tǒng)有10臺服務器,,每臺服務器都配備了一塊PCIe SSD,可以使用這10塊SSD構建一個存儲集群,,不僅增加了存儲容量,,也實現(xiàn)了存儲池化,利于共享數(shù)據(jù)訪問,。 假設一臺服務器的利用率只有10%,而另一臺服務器被超負荷使用,,SSD組成的存儲池群將為超負荷的服務器提供更多的存儲空間,,而無需為其額外添加SSD,。在這個例子中如果是數(shù)百臺服務器,,您會看到其成本,、維護和性能效率是非常高的。
Marvell當初推出第一款NVMe SSD控制器,,就是服務于這種新的數(shù)據(jù)中心存儲架構,。該產品最多支持四個PCIe 3.0通道,根據(jù)主機需要,,可以配置為支持4BG/S和2BG/S兩種帶寬方式,。它使用NVMe高級命令處理實現(xiàn)了無與倫比的IOPS性能,。為了充分利用PCIe總線帶寬,Marvell創(chuàng)新的NVMe設計通過大量的硬件輔助來增強PCIe鏈路數(shù)據(jù)的傳送,。這有助于解決傳統(tǒng)的主機控制瓶頸問題,,發(fā)揮出閃存真正的性能,。
第二代NVMe控制器已經面市,!
Marvell 第二代NVMe SSD控制器芯片88SS1092已推出,,并已通過了內部測試和第三方操作系統(tǒng)/平臺的兼容性測試。因此,,Marvell?88SS1092已為用于增強下一代存儲和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)做好準備,,并在2017年3月舉行的美國加州圣荷塞舉行的開放計算項目(OCP)峰會上首次亮相,。
Marvell 88SS1092第二代NVMe SSD控制器
新工藝和先進的NAND控制器設計包括:
Marvell 88SS1092支持PCIe 3.0 X 4,,可為主機提供高達4GB/S數(shù)據(jù)帶寬,解決了性能瓶頸問題,。進一步針對閃存進行架構優(yōu)化提高性能,采用Marvell最新的第三代LDPC提高可靠性和耐用性,,同時在MLC的基礎上增加了對TLC的支持,。
今天,NVMe SSD共享存儲的速度和成本優(yōu)勢不僅成為了現(xiàn)實,,而且已經發(fā)展到了第二代。網絡模式已經發(fā)生了變化,。通過使用NVMe協(xié)議充分發(fā)揮SSD的全部性能,,突破傳統(tǒng)磁介質的限制,建立全新的架構,。SSD性能還可以進一步提高,,而SSD集群和新的網絡架構支持實現(xiàn)存儲池和共享數(shù)據(jù)訪問。在當今的數(shù)據(jù)中心,,隨著新的控制器和技術幫助優(yōu)化了SSD技術的性能和成本效率,,NVMe工作組的辛勤工作正在付諸實踐。