單卡12.8TB閃存卡到底怎么用?

發布時間:2016-11-30


2016年11月24日,上海寶存信息科技有限公司(Shannon Systems)在北京發布了超過10TB容量的PCIE閃存卡:Shannon Direct-IO PCIe Flash。同時發布的還有寶存科技的第一個支持NVMe標準協議的產品: 1.9TB和960GB兩檔容量的企業級U.2接口的NVMe  SSD,Shannon Hyper-IO NVMe SSD G5。


早在2014年,寶存科技就發布了Direct-IO系列單卡6.4TB容量的閃存卡(下圖左側),2016年5月份又發布了U.2接口的Direct-IO系列的2.5寸形態SSD(下圖右側),單盤2.4TB(注:Direct-IO系列產品采用私有訪問協議,非NVMe)。

截至當前,寶存科技的閃存產品線可以說是全覆蓋了。共有三個產品系列:

1.    Direct-IO PCIe閃存卡系列。該系列擁有高性能,采用Host Based FTL,私有指令協議,有標準PCIe接口閃存卡形態(上圖左側)和U.2(SFF8639上圖右側)兩種形態,最大容量12.8TB(閃存卡形態,采用3D MLC NAND)。”Direct”指的是跳過第三方控制器如嵌入式CPU以獲得更低的時延性能,也就是Host Based FTL,大部分FTL邏輯采用Host CPU來執行,并且DRAM-Less,對于部分小塊隨機寫入則落入板載SRAM以降低時延,并且依靠板載少量電容在掉電后迅速將臟數據落盤。該產品系列定位在對性能要求極高的互聯網后端系統以及傳統行業中諸如快速大數據分析等場景。明年寶存科技將采用3D TLC NAND將容量提升一倍達到25TB。

2.    Hyper-IO NVMe Flash
U.2接口2.5寸固態盤,容量1.9TB,采用3D-MLC顆粒。采用標準NVMe協議。

3.    Hyper-IOSATA Flash。最大容量960GB,采用2D-MLC。定位在對性能無要求的中端企業級市場。

本次發布的Hyper-IO NVMe SSD,可以說是繼半年前寶存科技第一次將Host Based FTL遷移到Device Based架構后推出SATA SSD產品之后,對Device Based FTL的進一步落地,先在SATA-SSD試水,然后落地到NVMe SSD,一步步穩扎穩打,而且開發周期如此短,再加上對3D NAND的駕馭,能在半年時間就拿出產品,說明寶存科技研發團隊的實力的確很棒。

這一代產品全部采用了鎂光的3D NAND,鎂光與寶存科技之間也形成了緊密合作伙伴關系。3D NAND在特性上有不少變化,會有更多私有命令,而這些命令Flash廠商一般是不會透露給低端合作伙伴的,弄得一些廠商不得不用窮舉法去試和猜各種操作碼。由于3D NAND的復雜度,使得開發周期相對于2D NAND要增加一大截。寶存科技本次采用的是鎂光3D MLC NAND,規格如下。

 該規格支持將Cell作為SLC來使用,已經作為了標準接口,并且支持Programm Suspend,該特性對于時延敏感的場景有一定作用,其可以讓上層來控制暫定對Page的寫入操作,然后轉去處理其他IO,比如讀IO。因為寫IO的時延相比讀IO高不少,通過固件的控制,可以在讀IO積壓太多時,撤回寫IO先執行讀IO,然后擇機再繼續寫IO。當然了,對于Read after write的一致性問題則是固件應該考慮的事情。

那么,12.8TB容量的閃存卡到底怎么用呢?冬瓜哥的4TB移動硬盤還沒塞滿呢。冬瓜哥認為,以下場景的確需要大容量閃存:

傳統業務下的大規模虛擬桌面場景。 虛擬桌面是一個對時延和并發度非常敏感的場景,其基本有點互聯網前端應用的特質了,因為同時訪問的客戶端量很大,而且每個對時延還都有要求。
傳統存儲系統中的二級緩存。傳統存儲系統依然基于機械硬盤構建,采用全冗余硬件部件和鏈路,普遍支持Teiring/Caching,也就是將熱數據提升到或者緩存到固態盤中。如果采用U.2接口NVMe SSD,容量小,而且多占用硬盤槽位,還給節點背板設計和管理上帶來復雜度。而多數存儲系統的內置PCIE插槽是過剩的,如果能利用大容量閃存卡充當緩存,是個很好的選擇,既有利于保持傳統存儲的那股老炮逼格,又有利于系統設計和管理,何樂不為?
全固態存儲系統。全固態存儲系統目前大家普遍采用NVMe SSD 服務器來搭建,沒有什么差異化,看上去也和一臺服務器沒什么兩樣。而如果采用大容量PCIE閃存卡,外觀上可以設計為差異化,而且體積會更小,性能/容量比更高。
超融合系統。超融合離不開分布式 固態存儲,大容量閃存卡是這類產品的愛,因為這類廠商目前都是偏軟件性質,SATA NVMe背板的服務器在硬件設計上、管理上、成本上都會有所提升。而且超融合系統更加追求用更低的節點數量承載更高的性能和容量。
互聯網類業務。比如MySQL,Redis,圖片緩存等等業務,超高并發量超低時延,有多少要多少。

其他場景大家可以留言討論。

讓我們期待明年寶存科技將會發布的25TB的產品吧。