单卡12.8TB闪存卡到底怎么用?

发布时间:2016-11-30


2016年11月24日,上海宝存信息科技有限公司(Shannon Systems)在北京发布了全球第一款超过10TB容量的PCIE闪存卡:Shannon Direct-IO PCIe Flash。同时发布的还有宝存科技的第一个支持NVMe标准协议的产品: 1.9TB和960GB两档容量的企业级U.2接口的NVMe  SSD,Shannon Hyper-IO NVMe SSD G5。


早在2014年,宝存科技就发布了Direct-IO系列单卡6.4TB容量的闪存卡(下图左侧),2016年5月份又发布了U.2接口的Direct-IO系列的2.5寸形态SSD(下图右侧),单盘2.4TB(注:Direct-IO系列产品采用私有访问协议,非NVMe)。

截至当前,宝存科技的闪存产品线可以说是全覆盖了。共有三个产品系列:

1.    Direct-IO PCIe闪存卡系列。该系列拥有最高的性能,采用Host Based FTL,私有指令协议,有标准PCIe接口闪存卡形态(上图左侧)和U.2(SFF8639上图右侧)两种形态,最大容量12.8TB(闪存卡形态,采用3D MLC NAND)。”Direct”指的是跳过第三方控制器如嵌入式CPU以获得更低的时延性能,也就是Host Based FTL,大部分FTL逻辑采用Host CPU来执行,并且DRAM-Less,对于部分小块随机写入则落入板载SRAM以降低时延,并且依靠板载少量电容在掉电后迅速将脏数据落盘。该产品系列定位在对性能要求极高的互联网后端系统以及传统行业中诸如快速大数据分析等场景。明年宝存科技将采用3D TLC NAND将容量提升一倍达到25TB。

2.    Hyper-IO NVMe Flash
U.2接口2.5寸固态盘,容量1.9TB,采用3D-MLC颗粒。采用标准NVMe协议。

3.    Hyper-IOSATA Flash。最大容量960GB,采用2D-MLC。定位在对性能无极致要求的中端企业级市场。

本次发布的Hyper-IO NVMe SSD,可以说是继半年前宝存科技第一次将Host Based FTL迁移到Device Based架构后推出SATA SSD产品之后,对Device Based FTL的进一步落地,先在SATA-SSD试水,然后落地到NVMe SSD,一步步稳扎稳打,而且开发周期如此短,再加上对3D NAND的驾驭,能在半年时间就拿出产品,说明宝存科技研发团队的实力的确优秀。

这一代产品全部采用了镁光的3D NAND,镁光与宝存科技之间也形成了紧密合作伙伴关系。3D NAND在特性上有不少变化,会有更多私有命令,而这些命令Flash厂商一般是不会透露给低端合作伙伴的,弄得一些厂商不得不用穷举法去试和猜各种操作码。由于3D NAND的复杂度,使得开发周期相对于2D NAND要增加一大截。宝存科技本次采用的是镁光3D MLC NAND,规格如下。

 该规格支持将Cell作为SLC来使用,已经作为了标准接口,并且支持Programm Suspend,该特性对于时延敏感的场景有一定作用,其可以让上层来控制暂定对Page的写入操作,然后转去处理其他IO,比如读IO。因为写IO的时延相比读IO高不少,通过固件的精确控制,可以在读IO积压太多时,撤回写IO先执行读IO,然后择机再继续写IO。当然了,对于Read after write的一致性问题则是固件应该考虑的事情。

那么,12.8TB容量的闪存卡到底怎么用呢?冬瓜哥的4TB移动硬盘还没塞满呢。冬瓜哥认为,以下场景的确需要大容量闪存:

传统业务下的大规模虚拟桌面场景。 虚拟桌面是一个对时延和并发度非常敏感的场景,其基本有点互联网前端应用的特质了,因为同时访问的客户端量很大,而且每个对时延还都有要求。
传统存储系统中的二级缓存。传统存储系统依然基于机械硬盘构建,采用全冗余硬件部件和链路,普遍支持Teiring/Caching,也就是将热数据提升到或者缓存到固态盘中。如果采用U.2接口NVMe SSD,容量小,而且多占用硬盘槽位,还给节点背板设计和管理上带来复杂度。而多数存储系统的内置PCIE插槽是过剩的,如果能利用大容量闪存卡充当缓存,是个很好的选择,既有利于保持传统存储的那股老炮逼格,又有利于系统设计和管理,何乐不为?
全固态存储系统。全固态存储系统目前大家普遍采用NVMe SSD 服务器来搭建,没有什么差异化,看上去也和一台服务器没什么两样。而如果采用大容量PCIE闪存卡,外观上可以设计为差异化,而且体积会更小,性能/容量比更高。
超融合系统。超融合离不开分布式 固态存储,大容量闪存卡是这类产品的最爱,因为这类厂商目前都是偏软件性质,SATA NVMe背板的服务器在硬件设计上、管理上、成本上都会有所提升。而且超融合系统更加追求用更低的节点数量承载更高的性能和容量。
互联网类业务。比如MySQL,Redis,图片缓存等等业务,超高并发量超低时延,有多少要多少。

其他场景大家可以留言讨论。

让我们期待明年宝存科技将会发布的25TB的产品吧。