2016
05-30
4月16日，在第六届中国数据库技术大会（DTCC）现场，Shannon Systems的PCIe-RAID闪存解决方案引发业界热烈讨论，ShannonPCIe-RAID技术既然可以实现如此令人艳羡的闪存性能应用，那么其技术框架与技术特点到底怎样呢？针对Shannon PCIe-RAID 技术分析带给你详尽的答案。
“不管你认不承认，反正闪存正在改变这个行业，包括我们的世界。”
正因为如此，Flash闪存存储设备的出现，也促使了存储可以与处理器一样遵循摩尔定律实现快速的发展。
虽然闪存实现了存储的发展，但是在针对数据库应用的存储方案方面，一般会采取基于Host的PCIe Flash存储的优化，借助HBA、软RAID来实现大容量高可用Flash存储应用，但是这种方式有个缺点，就是不支持Flash存储设备的一些特性, 比如Trim, S.M.A.R.T信息等，同时性能损耗明显，容错性也比较差，风险高，如果遭遇意外掉电数据安全性问题突出，包括连续故障等都是令人头疼的事情。
传统RAID5是轮转式校验数传统RAID5是轮转式校验数据存储, 最多可有一个SSD故障。同时由于没有校验数据缓存，数据的随机写入会导致，在系统层面写放大系数过大，一定大于2，也导致快速的寿命损耗，也会出现“写洞(Write-Hole)”现象，影响数据一致性。
那么问题就来了，PCIe-RAID如何来解决这些问题呢？
PCIe-RAID 的目标是在系统中提供一个集任意可扩展、大容量、性能和可靠性的全闪存设备。Shannon PCIe-RAID能够为客户提供一个集大容量、高性能和高可用的单一逻辑块设备，方便用户管理与使用。在系统层面，将FTL的实现从PCIe Flash存储设备中移至主机软件层，实现FTL，同时卡间的RAID基于Flash的物理页面地址构建，针对Flash优化，解决传统SSD RAID系统中的写放大和可靠性问题。
Shannon Direct-IO产品早就实现了原子写(Atomic Write)，
应用原子写的效益明显，Double Write = 0；性能提升TPS大于10%，延迟降低大约50%；Flash存储产品的寿命达到200%，可靠性增强。
PCIe-RAID在容量和扩展性方面如何考虑的？
PCIe-RAID的极限容量受制于几个因素，一是单台主机的PCIe接口数量，满足要求的接口；二是Shannon Direct-IO 产品的单卡大容量；三是服务器供电系统的额定功率。
Shannon Systems 可以在标准2U rack server 里面，做到高近50TB 裸容量，高40TB 用户容量；在3U rack Server里面实现达到近90TB 裸容量，高80TB用户容量。
因此，基于这样的架构，未来PCIe-RAID扩展方面主要受两个方面的制约，服务器的PCIe/8639 接口数量，以及服务器供电系统可以向外提供的额定功率。
Shannon Systems 计划可以在2015年初提供 50TB/2U 、150TB/3U 裸容量的 PCIe-RAID 阵列，具体的用户容量用户可以根据自己的情况进行自行设定。
PCIe-RAID 是一个2-D(2维) 软硬结合的RAID阵列，其2-D RAID 的PCIe-RAID不仅包括闪存单卡Nand芯片之间的RAID ，还有在此之上卡与卡之间的RAID冗余，双重保护机制，大程度的保护客户的数据安全。
PCIe-RAID还有一个亮点，在于在单卡内的Cross NandRAID保护机制，采用了基于PBA方面的RAID5改进算法冗余保护机制，该机制解决了RAID5的严重性能、全局写放大系数过大问题，以及写洞(Write-Hole)现象等传统RAID5 缺陷。在PCIe 卡之间，PCIe-RAID支持基于PBA的RAID0\RAID5的冗余级别，未来可能会支持RAID10。
为何Shannon PCIe-RAID会如此出色？
在问及PCIe-RAID类似的技术目前业界是否有其他厂商在做的问题后，Shannon的首席运营官表示，Shannon Systems 是PCIe-RAID的发明人，专利持有人，同时也正在申请PCIe-RAID 的商标。目前还没有听说业界有其他厂商在研发类似的技术与产品。
PCIe-RAID适合哪些行业用户与应用场景？
PCIe-RAID 适合对速度和可靠性有较高要求的客户，同时也适合对要求专业存储但希望优化存储成本的用户。因此，PCIe-RAID 适合大数据分析、云平台、数据分析、数据挖掘、BI等应用场景。
PCIe-RAID闪存方案可以解决用户哪些问题？
大容量、高可用、高性能的PCIe-RAID闪存解决方案，在很大程度上可以帮助用户实现小机、专业存储等存储需求。PCIe-RAID配合ShannonSystems 之前发布的Re-config ，可以解决困扰原生PCIeFlash 产品存在已久的低概率SEU问题，这样就为要求高可靠性的金融行业用户应用高速闪存存储产品方案提供了可能。
PCIe-RAID可以搅动整个闪存卡的格局吗？
面临当前闪存卡市场的门庭若市，PCIe-RAID能够 达到对系统高可用性有严格要求的应用需求，从本质上拓展了PCIe Flash所服务的市场范围。同时，之前对使用闪存卡有疑虑的用户，也会容易接受使用以PCIe为接口的Flash存储方式。
高质量的产品是创新的基石，技术的创新成就了Shannon高质量的产品。PCIe-RAID闪存解决方案也是根据用户需求而设计，按用户所需，实现闪存卡的应用前景，打破闪存卡竞争的格局提供了必要的条件。
PCIe-RAID发展到后面，是否可以进化为一个阵列系统？
Shannon Systems 的AFA(All Flash Array) 全闪存阵列产品计划在内部的存储底层实现就采用经过进一步优化的PCIe-RAID 。Shannon的首席运营官补充说，“我们的PCIe-RAID技术推出，就是正在创造性地设计一个存储系统的基础，以后会加强这个方面相关的软件与配合。但不会与传统存储大厂正面冲突，而是满足用户特定需求，解决某个问题，提供定制的闪存存储方案。”
Shannon Systems的AFA(All Flash Array) 全闪存阵列产品设计，会在内部的存储底层，采用经过进一步优化的PCIe-RAID，形成一个阵列系统。
PCIe-RAID采用裸容量每GB存储空间单价的定价策略。用户可以在Shannon Systems 的建议下，根据业务情况自己来调整阵列的冗余度，达到大限度的存储容量、性能与寿命平衡。
