LSI 2600：6Gb/s SAS存储系统架构解析

最后，我们想对LSI Engenio（现在已经属于NetApp了吧）的下一代存储系统做些展望，同时从不同角度分析x86/RISC架构控制器各自的优缺点，以及企业存储行业未来的发展趋势。

x86 vs. RISC(PowerPC)之争

上图截自“LSI亚太存储论坛2010”上，《未来的存储平台架构——ESG外部存储演示》的演讲资料。首先提到“具有存储协助特性的多核IA处理器”，指的就是代号为Jasper Forest的Xeon C5500/3500系列以及它的后续产品（基于Sandy Bridge技术的Romley平台）。其中重要的一点优势“较定制ASIC创新快”，这个应该不难理解，以Intel为代表的x86 CPU在多核和处理能力上的发展有目共睹，其创新速度明显超过了尚有不少存储系统采用的PowerPC RISC架构处理器。

我们曾在“英特尔横扫存储业？”存储时间视频栏目里，谈到目前主要的企业级存储厂商纷纷转投Intel阵营。EMC于今年1月18日全球三地同步举行的VNX统一存储新品发布会、还有惠普最新一代的StorageWorks P4000 iSCSI SAN、D2D磁盘备份等产品的广告中，不约而同地突出宣传使用Intel至强CPU。当然这里面也离不开Intel的市场投入。

IBM Storwize V7000控制器结构图（注：CBSi企业解决方案中心将于本月发表该产品的深度评测，，详见“存储经理人直通车”专题）

我们以去年IBM推出的中端存储系统Storwize V7000为例，来看一下x86架构的控制器设计。上图中的Jasper Forest四核2.1GHz CPU，根据Intel提供的资料应该是实际频率2.13GHz的Intel Xeon EC3539（因为不需要像LC5528那样支持QPI来连接IOH，以增加扩展能力）。CPU自带的内存控制器搭配了2条4GB双通道DDR3 1066MHz内存；同时它还需要连接Intel 3420芯片组（PCH），就相当于PC桌面平台中的P55。通过PCH提供启动设备（操作系统/Firmware）、BMC管理和2个千兆以太网控制器（对应2个iSCSI主机/管理网口）PCIe连接的支持。

此外Xeon C5500/3500系列处理器中包含有16通道的PCIe 2.0总线，连接到48 lane的PCIe交换芯片。经中转之后分别支持用于前端接口的8Gb/s FC控制器、8端口6Gb/s SAS控制器（注意：这里不是RoC，因为CPU已经带有RAID运算功能）——进而连接到3x端口SAS扩展器以实现后端驱动器支持。此外还有通过SBB高速背板与另一个控制器通信的PCIe通道，以及前端可插拔PCIe卡（目前暂未使用，未来可增加10GbE等主机接口）。

再来回顾一下戴尔PowerVault MD3200/3220i的控制器设计，用它来代表LSI Engenio/CTS2600一个小的改款

相比之下，Storwize V7000的控制器中包含了至少5颗主要的逻辑芯片。第一、CPU至少需要搭配一颗PCH/南桥来满足完整的x86系统；其次不像LSI2116 SAS RoC那样自身包含SAS控制器，因此必须单独连接一个，这样就比LSI CTS2600使用的PowerPC架构多出了2颗芯片。另外PCIe Switch的规格更高，后端SAS磁盘通道的带宽更大（2个6Gb/s SAS x4=4.8GB/s理论带宽，CTS2600/DS3500/MD3200只有它的一半）。V7000显然要更复杂一些，性能和价格当然也会相应提高。

总结一下前面几段话的内容：以LSI Engenio为代表的PowerPC RISC架构RAID控制器设计，在硬件上仍然具有简单、高效的优点，因此它在未来一段时间内仍将作为低端/入门级存储系统中的主流设计。而x86架构的Intel Xeon处理器平台，更加适合一些中高端的磁盘阵列，比如LSI正在研发中的Engenio 7900（IBM DS5300 OEM自该型号）的下一代，可能IBM会命名为DS5400吧？

上面是Intel存储平台的发展路线图，其中已经明显过时的5100芯片组就不再讨论。中间的Xeon C5500/C3500平台我们在去年报道IDF2010时曾经介绍过，相对于传统的Xeon 5500/5600 CPU增加了ADR（异步内存刷新）用于内存电池保护、实现RAID 5/6的XOR/P+Q计算加速、PCIe NTB（非透明桥接）提供2个控制器之间的缓存镜像等通信功能。

至于下一代的服务器和存储共用的Romley平台，在Xeon C系列基础上最主要的改进就是PCH芯片中整合了SAS控制器（不出意外的话，应该是6Gb/s 8端口）。

从Xeon 5500/5600服务器上的第三方存储专用HBA（左），向Romley平台（右）发展。这里有个小的错误：就是左边的CPU应该是连接到Intel 5520芯片组而不是与ICH9/10南桥直接通信，来自Intel同一份资料中的其它结构图中都是正确的。

我们看到在“Sandy Bridge”核心至强处理器中加入的RAID功能（部分由软件实现，所以会占用一定的CPU处理和内存资源）的基础上，配合代号“Patsburg”的PCH里面新集成的SAS控制器，就构成了完整的SAS RAID系统。这样不仅可能会对传统服务器上使用的HBA和RAID卡业务产生影响，也能够在一定程度上简化存储系统的设计，毕竟高端口数的6Gb/s SAS扩展器芯片已经比较普及了。