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作者：Marvell技術(shù)副總裁Nick Ilyadis Marvell在OCP峰會(huì )上首次推出第二代NVM Express SSD控制器88SS1092，突破數據中心傳統磁介質(zhì)的局限性。 SSD在數據中心的應用：NVMe以及歷史沿革 當SSD被首次引入數據中心時(shí)，還需要配合當時(shí)的總線(xiàn)技術(shù)（例如SATA和SAS工作，而這些總線(xiàn)技術(shù)都是針對磁介質(zhì)開(kāi)發(fā)的。即使最快的HDD也比不上SSD的速度，其對應總線(xiàn)的吞吐能力也成為阻礙充分發(fā)揮SSD技術(shù)優(yōu)勢的一大瓶頸。作為一種在網(wǎng)絡(luò )，圖形以及其他插入式設備上廣泛應用的高帶寬總線(xiàn)，PCIe 成為了可行的選擇，但PCIe總線(xiàn)配合原本為HDD開(kāi)發(fā)的存儲協(xié)議（例如AHCI）仍然無(wú)法有效發(fā)揮易失性存儲介質(zhì)的性能優(yōu)勢。此后，NVMe工作組應運而生，旨在基于PCIe總線(xiàn)開(kāi)發(fā)一套標準化的協(xié)議和命令，以便在數據中心充分發(fā)揮SSD的優(yōu)勢。NVMe規范是全新開(kāi)始設計的，支持當前和未來(lái)的易失性存儲介質(zhì)，實(shí)現高帶寬和低延遲存儲訪(fǎng)問(wèn)。 NVMe優(yōu)化了命令發(fā)送和完成通路，單個(gè)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，例如端到端數據保護（與T10 DIF和DIX標準兼容），增強錯誤報告和虛擬化功能�？偠灾�，NVMe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(mǎn)足企業(yè)級、數據中心和消費級等各種場(chǎng)景的應用需求。 SSD網(wǎng)絡(luò )架構 來(lái)自Marvell等公司的新型NVMe控制器允許數據中心通過(guò)共享存儲數據實(shí)現最高的性?xún)r(jià)比。使用SSD建立存儲集群，取代以往為每臺服務(wù)器單獨配置存儲的方式，提高數據中心存儲總容量。此外，通過(guò)為其他服務(wù)器建立公共區傳送數據，可以方便地訪(fǎng)問(wèn)共享數據。因此，這些新的架構使得數據中心不僅能充分利用SSD的高速性能，而且可以更經(jīng)濟地在整個(gè)數據中心部署這些SSD，從而降低了總成本，簡(jiǎn)化了維護工作。針對負載較高的服務(wù)器，不用增加額外的SSD，而是從存儲池動(dòng)態(tài)分配滿(mǎn)足其需求。 舉個(gè)例子，如果系統有10臺服務(wù)器，每臺服務(wù)器都配備了一塊PCIe SSD，可以使用這10塊SSD構建一個(gè)存儲集群，不僅增加了存儲容量，也實(shí)現了存儲池化，利于共享數據訪(fǎng)問(wèn)。 假設一臺服務(wù)器的利用率只有10％，而另一臺服務(wù)器被超負荷使用，SSD組成的存儲池群將為超負荷的服務(wù)器提供更多的存儲空間，而無(wú)需為其額外添加SSD。在這個(gè)例子中如果是數百臺服務(wù)器，您會(huì )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(wù)于這種新的數據中心存儲架構。該產(chǎn)品最多支持四個(gè)PCIe 3.0通道，根據主機需要，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(shí)現了無(wú)與倫比的IOPS性能。為了充分利用PCIe總線(xiàn)帶寬，Marvell創(chuàng )新的NVMe設計通過(guò)大量的硬件輔助來(lái)增強PCIe鏈路數據的傳送。這有助于解決傳統的主機控制瓶頸問(wèn)題，發(fā)揮出閃存真正的性能。 第二代NVMe控制器已經(jīng)面市！ Marvell 第二代NVMe SSD控制器芯片88SS1092已推出，并已通過(guò)了內部測試和第三方操作系統/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據中心系統做好準備，并在2017年3月舉行的美國加州圣荷塞舉行的開(kāi)放計算項目（OCP）峰會(huì )上首次亮相。 Marvell 88SS1092第二代NVMe SSD控制器 新工藝和先進(jìn)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數據帶寬，解決了性能瓶頸問(wèn)題。進(jìn)一步針對閃存進(jìn)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(shí)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)勢不僅成為了現實(shí)，而且已經(jīng)發(fā)展到了第二代。網(wǎng)絡(luò )模式已經(jīng)發(fā)生了變化。通過(guò)使用NVMe協(xié)議充分發(fā)揮SSD的全部性能，突破傳統磁介質(zhì)的限制，建立全新的架構。SSD性能還可以進(jìn)一步提高，而SSD集群和新的網(wǎng)絡(luò )架構支持實(shí)現存儲池和共享數據訪(fǎng)問(wèn)。在當今的數據中心，隨著(zhù)新的控制器和技術(shù)幫助優(yōu)化了SSD技術(shù)的性能和成本效率，NVMe工作組的辛勤工作正在付諸實(shí)踐。 |
