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闪存技术在刚刚过去的2014年大放异彩,引起了诸多数据中心用户的广泛关注。闪存是一种长寿命的非易失性的存储器,采用以固定区块为单位的数据删除机制,这样闪存技术记录数据的速度非常快,而且在断电时仍能保存数据。作为拥有超过20年NAND控制器和固态存储设计经验的Greenliant,希望借助领先的技术优势,改写目前中国市场的闪存卡格局。
对此,Greenliant公司CEO叶炳辉表示:“凭借我们深入闪存的研发和技术积累,具备掌控NAND控制器的专业技术,Greenliant正在解决业界对更高的可靠性、更高的性能和更大容量的闪存存储解决方案的需求而日益增加的难题。随着G-Card推出,企业级和数据中心客户可以实现自身的新价值,满足迅速增长的数据存储需求所需要的效率和可扩展性。”
手握NVMe利剑
随着大数据时代的到来,数据中心的数据量在翻番地增加,传统的存储技术已经无法适应大规模的海量数据实时计算处理,日益暴露出诸多性能问题。例如,CPU、内存和网络性能不断提升,同时存储容量也出现了增长,但应用的速度并未跟上步伐。
这样造成的问题包括:CPU能够达到将近1000万IOPS,而最出色的15K SAS驱动器也只能达到240
IOPS左右;采用内存来克服存储I/O瓶颈的做法成本高昂;当事务处理速度十分缓慢时,原因往往是存储层出现磁盘争用,从而增加I/O延迟,进而减慢事务处理速度。
这时利用闪存技术来改善数据中心的速度就应运而生。目前,企业级用户使用闪存有两种方式,一是采用SATA
SSD盘替代磁盘,二是使用SSD闪存阵列卡。当然,闪存阵列卡大致也有两种使用方式,一个是替代磁盘,作为存储使用;另外一种,就是将闪存阵列作为加速卡来使用。
目前在闪存卡市场大部分厂商都采用了AHCI技术,它设计之初面向的是机械硬盘,所以这套东西跟固态硬盘完全不搭调。它针对高延迟的机械磁盘做优化,而不是对低延迟的非易失性存储做优化,于是NVMe顺势而生,NVMe闪存技术基于PCIe
3.0接口的并发IO协议开发,能大幅提高闪存盘的速度。具体而言,NVMe比AHCI协议的优点在于:具有无锁式IO并发;可横向扩展;更低的写延迟。
据了解,Greenliant是业界最先推出NVMe协议闪存卡的领导厂商之一,对比竞争对手的相关产品,无疑Greenliant在NVMe上抢占了先机。目前,Greenliant基于NVMe推出的闪存存储产品G-card
G7100系列,提供两个原始容量配置:
G7101为1.37TB,G7102为2.75TB。主要针对企业用户和互联网数据中心用户的应用加速需求,基于高可靠的NVMe设计,G-card不仅是面向软件定义新一代数据中心的应用加速模块,也是业界第一款板载硬件RAID的闪存卡。
G-card领跑对手
据了解,G-card的主要特性包括:高可靠性,主要在ECC 自带RAID
掉电数据保护方面有独特优势;高扩展性;并发读写;持续低延迟;支持UEFI BIOS启动。
众所周知,由于NAND Flash的工艺不能保证NAND的Memory
Array在其生命周期中保持性能的可靠,因此在NAND的生产中及使用过程中会产生坏块。为了检测数据的可靠性,在应用NAND
Flash的系统中一般都会采用一定的坏区管理策略,而管理坏区的前提是能比较可靠的进行坏区检测。但是,这种办法其潜在的问题是会造成性能衰减和可靠性下降。
Greenliant公司亚太营销副总裁李炫辉表示,当Flash设备随着使用时间和数据量的增长,坏块会逐渐增加,会产生大量的ECC
Error,这时设备性能和可靠性会大幅度下降,对应用性能和数据安全带来影响。而G-Card具有高可靠性的分布式ECC设计架构,源自于每个NANDrive组成元件內置ECC引擎。这种创新架构不仅提高了闪存卡容量的可扩展性,又保证了产品的生命周期内持续的性能和可靠性。除了分布式ECC引擎,G-Card还配备了板载硬件RAID,提供了业界领先的每天全卡写十次可使用五年的系统级寿命。
在掉电数据保护方面,用智能电源中断保护电路确保卡上的缓存数据,G-Card可以对主机即時提交完成写操作,避免了因突然断电导致数据丢失的风险。对比来说,其他PCIe卡产品需要大量主机资源来执行,G-Card先进架构只需要极少的主机资源,因此在服务器上安装多卡G-Card,就能实现性能的线性扩展。
不仅如此,G-Card在高扩展性;并发读写;持续低延迟方面同样具有领先优势。高扩展性方面,在服务器中采用多张PCIe闪存卡,实现本地大容量高性能存储,或搭建软件定义存储架构(Server
SAN),G-card 在性能和容量方面展示了优异的可扩展性。在IOPS,延迟,功耗,尺寸,初始成本和总体拥有成本方面
显著优于其他的主存储方案。
在并发读写方面,Greenliant PCIe卡优越的混合并发读写特性
。从同时进行读写操作时的合并带宽T-BW指标看出,混合并发读写性能最少可达最高性能的70%;在
持续低延迟方面,Greenliant G-Card E10在运行超过200K
IOPS时依然保持很低的延迟。另外,使用附带的软件工具,G-Card可以平衡性能与容量,做到灵活配置。同时采用MLC
NAND闪存,G-Card完全可以为现代企业和互联网数据中心提供成本效益突出的一线主存储解决方案。
欲改写市场格局
李炫辉强调,Greenliant在可持续低延迟,高IOPS,强大的可靠性和出色的可扩展性,使G-Card非常适合I/O密集??型的关键业务应用,如数据库、内存计算、大数据分析、虚拟桌面应用(VDI)和联机事务处理(OLTP)。
不过,目前数据中心闪存存储主要采取两种方案:一种就是利用闪存卡,另一种是利用全闪存阵列/Server
SAN,通过软件定义存储的方式改善数据中心的存储难题。对此,李炫辉认为,目前闪存卡阵列和全闪存阵列都刚刚开始被客户重视并加以利用,从目前来看闪存卡和全闪存各有优势,短时间还不能分出胜负。
“从客户的立场出发,性能、可靠性和成本对于客户都很重要,但是这三者很难同时获得,客户需要根据应用的特点,根据最重要的特性选取最合适的产品。Greenliant的目标是通过一片或多片PCIe闪存卡即可使服务器拥有完整存储系统所需的性能和容量,并且达到更高的可靠性、更好的性能以及更低的功耗。”他说。
展望未来,李炫辉认为闪存市场有几大趋势值得注意:半导体厂商会逐渐成为主要的市场参与者,闪存存储的容量增加将更多依赖封装技术的改进,而非Raw
Die容量的增加
;操作系统和应用针对闪存进行存储IO堆栈的优化,如访问协议、IO算法等;闪存设备的应用会大大推进计算存储一体化平台的设计和应用;主机外部高速IO连接技术的成熟会大大推进闪存以及纯闪存阵列的应用;SFF8639接口更多依赖于服务器厂商的支持,但短期很难成为主流。
最后,李炫辉希望中国市场有更多的合作伙伴加入到Greenliant中来。目前,Greenliant提供三种合作方式:首先是OEM/ODM,提供定制化设计和开发,面向通用市场开拓客户
;其次是技术合作伙伴,提供技术框架接口,伙伴可充分利用G-card的特性优化合作伙伴应用方案;最后是分销渠道,提供全面的技术支持和服务。