8G之路：IBM DS5300存储系统详测

内部架构：无阻塞的性能基石

DS5300支持的驱动器数量比DS4800多了一倍，而顺序读写性能均达到了4倍，也就是说每个驱动器所分配到的带宽不降反增！很自然地，我们要先看看后端带宽的状况。

DS5000系列后端用于连接磁盘扩展柜的端口数量也翻了一番，（与DS5300前端）同为16个。区别在于，作为后端接口技术的FC-AL（Fibre Channel Arbitrated Loop，光纤通道仲裁环路）目前仍停留在4Gb/s的水平，导致后端带宽的提升幅度没有前端带宽那么大。

与DS4800相比，DS5300的后端带宽提高了一倍，而内部的数据总线带宽达到了4-5倍

显然，2倍的后端带宽解释不了4倍的顺序读写性能。从Xeon 2.4GHz到Xeon 2.8GHz的变化并不明显，而且是负责管理功能的处理器，基本无关乎I/O能力。DS5300即将提供64GB数据高速缓存（Cache）的配置，但我们测试的型号仍为16GB，与DS4800持平……真正决定性的因素，是DS5300全新的控制器架构。

黑色虚线框中是第六代XBB架构的瓶颈所在——64位/133MHz的PCI-X总线

DS4800的控制器基于第六代XBB架构，采用64位/133MHz的PCI-X总线连接作为运算核心的XOR（异或）引擎与前后两端的4Gb/s FC芯片。由于PCI-X总线带宽只有1GB/s且不支持双向同时传输（即“半双工”），双控制器所能提供的前端带宽实际上不超过2GB/s，导致空有3.2GB/s的后端带宽，DS4800的顺序读写性能分别为1600MB/s和1300MB/s，没有得到充分的发挥。

第七代XBB2架构最大的改进是以PCI-Express代替了PCI-X，XOR ASIC与前端的主机接口卡（①）、后端的驱动器控制芯片（②）之间，以及两个控制器的数据高速缓存（③）之间，都采用PCI-Express x8（单条黑色粗线）连接。每个驱动器控制芯片有4个4Gb/s FC端口，总带宽1.6GB/s，而x8的PCI-E能提供2GB/s的带宽（单向）。不难看出，这是一个由XOR ASIC充当交换机的无阻塞交换架构。此外，两个控制器的XOR ASIC之间还有两条冗余的PCI-E x8专用链路，有利于负载均衡

技术的进步破解了上述困局。DS5300的控制器采用第七代XBB2架构，新的ASIC不仅支持XOR（RAID 5）和P+Q（RAID 6）运算，更重要的是与前后端的每一颗FC芯片之间都通过PCI-Express x8连接。我们知道，PCI-Express支持双向同时传输（即“全双工”），x8链路的单向带宽即达2GB/s，并且，这意味着控制器前端和后端的单向带宽均有4GB/s，双控制器就是8GB/s，完全可以承载6.4GB/s的后端带宽。不仅如此，两个控制器的数据高速缓存之间还有2条专用的PCI-Express x8连接作为镜像总线，在配置很多驱动器的情况下也可以提供非常短的延迟（latency），降低响应时间。