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湖北足球拥抱高速介质的企业级存储新技术-同有科技

31 全部文章 | 2019年06月09日
拥抱高速介质的企业级存储新技术-同有科技

在过去的多年里,储世新计算与网络技术经过了飞速的发展,满足了人们对IT建设的需求。然而大数据时代,数据的价值发生了质的变化,承载数据的存储又是如何变革创新以满足人们的需求呢?
企业级存储创新的推动力
高速存储介质
存储介质的变革推动着存储系统的革新。而随着人工智能、普遍计算、数据爆炸的时代来临,高速的存储介质才能承载住时代的快速发展真命天妃。高速的介质有哪些特点,用户面对多样的介质又如何选择呢?我们先来看一组数据。
我们发现,NAND闪存技术的低延迟和高吞吐,在企业级存储中的应用带来了存储性能跨越数量级的提升。而SCM(Storage Class Memory)介质技术的出现进一步推动企业级存储在软件架构方面的更新换代 。所以说,高速介质闪存和SCM的特性推动着企业级存储交替进行硬件和软件架构的持续更新。
高速存储网络
NVMe协议的出现极大地提升了固态硬盘的读写性能ca1415 ,降低了延迟,彻底解放了SATA和SAS时代固态硬盘的性能瓶颈。其在网络上的应用涉及到三种规范,FC-NVMe、NVMe-oF 、PCIe NVMe大妻晚成。
FC-NVMe特点
单HBA同时支持NVMe和SCSI
OS支持Windows、Linux、VMware
现有投资升级低延迟和高并行
利用FC协议已有的DMA支持
NVMe-oFvia RDMA特点
基于Ethernet RDMA或者IB RDMA
OS目前仅支持最新的Linux
云环境可以整合资源降低成本
SCSI到NVMe实现低延迟和高并行
PCIe NVMe 特点
革新SSD的IO性能,使其
更低延迟
更多队列和更大的队列深度
更多的带宽
总的来看,FC-NVMe和NVMe-oF赋予企业SAN端到端的全栈低延迟和高并行,PCIe NVMe接口发挥了SSD潜能。
新型应用负载
AI、物联网、云计算等新兴应用带来了大数据的大数据。什么意思?这些应用产生的数据无外乎这样四类:精细管理数据、智能运维数据、非结构化数据和AI应用数据。可以发现,这些数据是基于现有大数据集不断产生新的细分数据,这些新的数据我们称之为海量元数据。海量元数据的特点就是产生于任何时间、任何地点,并且一直是热数据,不断被调用。这些特点给存储提出了新需求:存储需要可字节访问、可高速访问、可快速同步,更要可靠保存。
国产自主可控
信息安全已升级为国家战略,湖北足球自主可控是必经之路。外企时代已经过去,中国更需要众多民族企业一同建设接口开放、协同发展的全国产生态圈,而同有科技正想做这样一个破局者和先行者农马尔特。经过了漫长的自主创新之路美男难为,在服务器、CPU、存储系统、NVMe SSD、NAND颗粒等技术上,皆有国产企业不断研发,使其趋于成熟,那么在自主可控这条路上,高性能企业级存储又有哪些需求呢?即大容量NVMe SSD支持、高速NIC、IB卡支持、用户态驱动优化、多核编程技术优化。
拥抱高速介质的实践
高速介质推动了企业级存储的创新,同有科技在践行三大战略之一的闪存战略时,又是如何实践的呢?
支持高速介质
为了打造高效敏捷存储,同有科技研发了一系列支持NVMe SSD和NVRAM(PM) 的企业级存储技术。如
智能磨损均衡技术(全局均衡),可以实现多个Block层磨损均衡;主动平滑技术(消除抖动),可以主动进行垃圾回收,扩展IO通道异世无忧传 ,前端QoS(服务质量),管理前端IO流速;3重RAID技术,在片内die间、盘内片间、柜内盘间做RAID,使数据保护升级。同有的全闪存技术也已全部产品化。
在NVRAM方面顾人麒,同有科技通过RAM处理,更新地址后变为主存的方式血色妖瞳,实现了元数据就地更新;通过文件和RAM数据统一管理,更新结构实现互换,从而让用户数据拷贝减少。这些Persistent Memory应用技术也已经处于PoC阶段。
端到端IO路径优化
同有科技在实践端到端IO路径优化时,一方面通过用户态程序直接访问NVRAM进行优化,另一方面是端到端IO软件栈优化读写NVMe SSD,优化IO全栈主要通过五个途径,
控制层和数据层分离。内核仅处理必要控制指令,其余全部用户态
轮询模式驱动(PMD)
使用多核编程技术,并设置 CPU 的亲和性
使用大页内存,减少 cache-miss
采用无锁技术解决资源竞争问题
通过这五种途径,很好地提升了存储的IO特性。
应用支持下沉
同有科技深知,用户在购买存储产品时宦海风流,一定希望以最低的成本收获最大的价值。而存储的价值如何才能最大化,其需要兼备一些应用服务器的功能特性。同有科技将全NVMe闪存阵列与高速前端接口结合,这使得高性能阵列存储可以作为云业务的缓存层周宾浩,同时也可以集成一些高可靠的数据库应用和轻量级业务应用到控制器中徐知会。
同有科技还将分布式全闪存云存储与NVRAM技术结合,这使得高性能云存储可以使用NVRAM和NVMe SSD实现在存储节点上运行超融合VDI、容器应用、在线标签、分类等机器学习、深度学习应用,以及作为大数据湖用来实时的流处理。
通过应用支持下沉非常进化,用户可以以低延迟、高带宽、高IOPS的存储直接运行高性能业务。
存储产品的新风向
针对高速介质,同有科技推出了两款存储系统以满足不同用户的IT需求。
全闪存阵列特性
支持经典工业接口FC、iSCSI、IB
支持NVMe-oF接口RoCE、RoCEv2、iWARP
CPU多核心软件优化,NVMe软件栈优化
单个BBU为1U或2U,满配容量10TB~400TB
单个BBU最低时延低于200微秒
单个BBU可达400万IOPS、15GBps带宽
支持RAID5、RAID6和动态RAID技术
丰富的企业级存储功能支持
全闪存分布式存储特性
Active-Active iSCSI Target
高性能文件并行访问接口
亿级小对象秒级检索
在线实时新增元数据
验证过的10亿级小文件实时处理
高速存储介质技术的变革推动着企业级存储的不断创新,同有科技会抓住变革机遇,加快落实闪存战略,实现弯道超车,以自主可控的中国力量抢占全球存储技术的制高点。

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