Marvell 在 OCP 峰会上初次推出第二代 NVM Express SSD 控制器 88SS1092
数据中心 SSD: NVMe and Where We’ve Been
When solid-state drives (SSDs) were first introduced into the data center, the infrastructure mandated they work within the confines of the then current bus technology, such as Serial ATA (SATA) and Serial Attached SCSI (SAS), developed for rotational media. 即使非常快的 HDD 也比不上 SSD 的速度,其对应总线的吞吐能力也成为阻碍充分发挥 SSD 技术优势的一大瓶颈。 作为一种在网络,图形以及其他插入式设备上广泛应用的高带宽总线, PCIe 成为了可行的选择,但 PCIe 总线配合原本为 HDD 开发的存储协议(例如 AHCI)仍然无法有效发挥易失性存储介质的性能优势。 因此,NVM Express (NVMe) 行业工作组成立,创建一组为 PCIe 总线开发的标准化协议和命令,以便允许多条路径可以充分利用数据中心中 SSD 的优势。 The NVMe specification was designed from the ground up to deliver high-bandwidth and low-latency storage access for current and future NVM technologies.
NVMe 优化了命令发送和完成通路, 单个 I/O 队列中支持多达 64K 条命令。 此外,增加了许多企业功能支持,例如端到端数据保护(与 T10 DIF 和 DIX 标准兼容),增强错误报告和虚拟化功能。 总而言之,NVMe 作为一种可扩展的存储应用协议,旨在充分发挥 PCIe SSD 性能,从而更好的满足企业级、数据中心和消费级等各种场景的应用需求。
SSD Network Fabrics
New NVMe controllers from companies like Marvell allowed the data center to share storage data to further maximize cost and performance efficiencies. 使用 SSD 建立存储集群,取代以往为每台服务器单独配置存储的方式,提高数据中心存储总容量。 此外,通过为其他服务器建立公共区传送数据,可以方便地访问共享数据。 因此,这些新计算模型使数据中心不仅能够充分优化 SSD 的高速性能,而且能够更经济地在整个数据中心部署 SSD,从而降低总体成本并简化维护。 针对负载较高的服务器,不用增加额外的 SSD,而是从存储池动态分配满足其需求。
以下是这些网络结构工作原理的简单示例: 如果一个系统有 10 个服务器,每个服务器的 PCIe 总线上都有一个 SSD,那么可以通过每个 SSD 形成一个 SSD 组成的存储池群,它不仅提供了一种额外的存储手段,而且还提供了一种集中和共享数据访问的方法。 假设一台服务器的利用率只有 10%,而另一台服务器被超负荷使用,SSD 组成的存储池群将为超负荷的服务器提供更多的存储空间,而无需为其额外添加 SSD。 在这个例子中如果是数百台服务器,您会看到其成本、维护和性能效率是非常高的。
Marvell 当初推出第一款 NVMe SSD 控制器,就是服务于这种新的数据中心存储架构。 该产品仅可支持四个 PCIe 3.0 通道,根据主机需要,可以配置为支持 4BG/S 和 2BG/S 两种带宽方式。 它使用 NVMe 高级命令处理实现了出类拔萃的 IOPS 性能。 为了充分利用 PCIe 总线带宽,Marvell 创新的 NVMe 设计通过大量的硬件辅助来增强 PCIe 链路数据的传送。 这有助于解决传统的主机控制瓶颈问题,发挥出闪存真正的性能。
第二代 NVMe 控制器已经面市!
Marvell 第二代 NVMe SSD 控制器芯片 88SS1092 已推出,并已通过了内部测试和第三方操作系统/平台的兼容性测试。 因此,Marvell®88SS1092 已为用于增强下一代存储和数据中心系统做好准备,并在 2017 年 3 月举行的美国加州圣荷塞举行的开放计算项目 (OCP) 峰会上初次亮相。
The Marvell 88SS1092 is Marvell's second-generation NVMe SSD controller capable of PCIe 3.0 X 4 end points to provide full 4GB/s interface to the host and help remove performance bottlenecks. While the new controller advances a solid-state storage system to a more fully flash-optimized architecture for greater performance, it also includes Marvell's third-generation error-correcting, low-density parity check (LDPC) technology for the additional reliability enhancement, endurance boost and TLC NAND device support on top of MLC NAND.
今天,NVMe SSD 共享存储的速度和成本优势不仅成为了现实,而且已经发展到了第二代。 网络模式已经发生了变化。 通过使用 NVMe 协议充分发挥 SSD 的全部性能,突破传统磁介质的限制,建立全新的架构。 SSD 性能还可以进一步提高,而 SSD 组成的存储池群和新的网络架构支持实现存储池和共享数据访问。 在当今的数据中心,随着新的控制器和技术帮助优化了 SSD 技术的性能和成本效率,NVMe 工作组的辛勤工作正在付诸实践。