取消
搜索历史
热搜词
原创
活动
创新2.0
I T
产业
当前位置:首页 >互联网•IT > 大数据 > 数据中心 > 正文
谈谈NVMe 1.3新规范支持的重要三个数据中心特性
来源: 高端存储知识  :西瓜哥 2017-07-11 09:10:50
前两天,我看到一个新的“混合”全闪存阵列形态出现了,NVMe+SAS SSD。这是谁干的?是Tegile。

\

前两天,我看到一个新的“混合”全闪存阵列形态出现了,NVMe+SAS SSD。这是谁干的?是Tegile。

大家都知道,Dell是第一个支持在全闪存阵列进行分层的厂商,其可以根据SLC、MLC、TLC不同的介质SSD做成不同的性能层。目前,SLC SSD应该基本没有公司在做了,MLC和TLC应该是市场的主流,未来估计还有QLC,因此,这种分层应该还有一些市场。

Tegile的思路和Dell有点不同,不是采用不同的颗粒的FLASH做不同的层,而是采用不同接口的SSD做不同的层。即NVMe SSD是高性能层,SAS接口SSD做大容量层,当然,颗粒也可以不同。

\

目前其在IntelliFlash HD系列支持这种分层方式。

\

不过看规格,好像一个阵列也就支持4个NVMe SSD,感觉数量太少了一些。估计直接利用控制器上的PCIe插槽来支持的。

\

Tegile采用HGST的NVMe SSD和SAS SSD,从单盘特性来说,确实NVMe的性能和时延都要好很多。这两种SSD应该颗粒是一样的,只是接口不同。

\

目前NVMe已经走进了主流存储厂商的原生全闪存阵列产品里。比如,华为的Dorado 5000 V3,采用自研的NVMe SSD,是市场上第一款主流的NVMe SSD。

\

然后Pure Storage也推出了FlashArray //X70系列,也采用自研的NVMe 模块,并且将在年底其前端支持也NVMeF,号称第一款100%的NVMe阵列。

\

NVMe标准也在不断演进当中,其中刚刚发布的NVMe 1.3标准,针对数据中心,支持了三个重要的特性:数据擦除、多流写和虚拟化。

\

其他还有一些管理特性的增强,还有针对消费级的一些新特性。

\

由于我们重点讲企业特性,因此,我这里重点和大家聊聊那三个数据中心特性。

第一个特性是数据擦除。我在今年的中国闪存峰会分享过,现在SSD擦除比较麻烦,没有标准。传统的HDD有专门的擦除方法,比如很多企业内部采用低级格式化的方式。新的NVMe 1.3规范定义了3种擦除方式,第一是块擦除,采用物理删除NAND块这种低级块删除方式,有点类似HDD的低级格式化,应该是采用专门的命令。第二种方式就是针对加密的SSD,直接修改秘钥,这样数据就不可再解密;第三种方式是覆盖写,但是由于SSD有FTL,因此这个覆盖写应该不是普通的覆盖写,而是可以直接写具体物理地址的覆盖写。不过,由于会影响寿命,因此不是推荐的擦除方式。

\

为什么需要这么费劲做数据擦除,因为这样可以防止数据泄密,而且这个SSD可以重新回收利用。在阵列退役或者SSD更换维修的时候,这个标准可以帮助你安全擦除数据。如果不能安全擦除,你可能需要购买硬盘不返还维保服务,价格要高一些。

第二个特性存储虚拟化。这里的存储虚拟化指的是虚拟机如何访问下面的NVMe SSD。传统的方式是NVMe驱动在Hypervisor里,所有VM都通过Hypervisor来访问,这些性能会差些。

\

现在支持VM直接访问NVMe SSD,就好像其独占这个NVMe SSD一样。

\

目前实现的原理是采用PCIe SR-IOV技术。因为NVMe SSD也是PCIe的接口,因此,就像原来直通网卡和直通显卡一样,采用SR-IOV来实现每个VM可以直接访问PCIe的设备。

\

第三个特性,我认为也是最大的特性就是多流写了。大家知道,SSD上面有一个控制器(小脑),但和Host(大脑)一直没有一种方式来交换元数据,实现一种联动。现在NVMe 1.3定义了一个交换元数据的方式,即在每个IO命令上可以加上一个标签。

\

在NVMe 1.3里面,这个交换元数据技术首先应用在多流写技术里。大家知道,SAS SSD的多流写技术已经由三星推动成一个SCSI的标准(详见用多流写技术提高SSD的性能和寿命?),但是,由于NVMe SSD抛弃了SCSI协议,因此,需要重新定义一个多流写的标准。

如果没有多流写,所有的负载都混在一起。

\

因此,SSD盘里的数据冷热程度是无序的。这样对于垃圾回收来说特别不利。

\

有了多流写以后,SSD盘根据写入的I/O上面的标签,把不同标签的数据放到不同的区域(冷热数据分区存放)。这样垃圾回收的效率大大提高,SSD盘就能提供更好的性能,不受传统的垃圾回收的困扰。

\

除了多流写,未来也可以扩展到其他的元数据,比如I/O优先级联动。从上面NVMe的路标可以看到,2019年要提供IO Determinism(IO确定性)这个特性,应该就是利用给I/O打上QoS标签的原理,把Host的I/O优先级传递给NVMe SSD,让SSD的控制器(小脑)优先处理高优先级的I/O。未来其他的存储厂商也真的有可能采用商用的NMVe SSD来实现类似现在华为Dorado V3一样的盘控联动功能了(详见不做SSD盘/卡,可以实现华为Dorado V3的盘控联动技术吗),不过就是要等到2019年才有机会实现相当于目前华为Dorado V3的联动能力,而且目前看只有三星SSD在主推这个技术,Intel SSD不一定跟进,因为这是一个可选的选型,不是所有的NVMe SSD都会支持。因此,可能限制你自由选择SSD盘厂商,一般大厂是不愿意绑定一个SSD厂商的。

\

我们看到,随着今年华为和Pure推出NVMe全闪存阵列,标志着2017年进入了NVMe AFA的元年。随着NVMe规范的完善,估计2年后,几乎所有的AFA厂商都会转向NVMe。

NVMe的时代已经到来,让我们现在就考虑采用NVMe吧。

编辑:吴莹娟
关键字:     数据中心  虚拟化  NVMe 
活动 直播间  | CIO智行社

分享到微信 ×

打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。