EMC“闪电计划”：美光造PCIe SSD？

昨天下午，我们看到同行编译自国外的新闻“美光发布全球首款原生PCI-E主控固态硬盘”，该产品的图片让我们有一种似曾相识的感觉。

美光RealSSD P320h企业级PCIe固态闪存卡

RealSSD P320h在美光（Micron）公司网站上归类于企业级PCIe SSD。尽管它可以像传统硬盘接近的方式来使用，但无论形态、成本还是性能水平/应用领域都较驱动器形式的SSD有明显区别，因此我们还是更习惯称该类产品为“固态闪存卡”。所谓“原生PCI-E主控”的具体含义，以及美光P320h相较同类产品的优势和价值所在，我们会在本文第二页中详细讨论。

EMC“闪电计划”选择美光P320h PCIe闪存卡？

EMC公司信息基础架构产品部总裁兼首席运营官帕特·基辛格，在EMC World 2011大会演讲稿中提到的闪电计划（Project Lightning）。即在服务器上插入一块固态闪存卡，作为EMC FAST自动分层存储的一部分，来提高服务器至存储系统之间的访问性能。

不知大家有没有注意到？本次EMC World 2011大会上提出的代号为闪电计划（Project Lightning）——计划今年晚些时候上市的一款全新的基于PCIe/NAND闪存服务器式存储设备，其硬件部分与美光RealSSD P320h固态闪存卡几乎是如出一辙。从电路板的设计：主控制器、闪存、DRAM缓存芯片乃至电感（供电单元）的布局都是相同的，唯一区别之处在于PCB右上角有没有Micron logo字样。

根据我们之前的判断和最近采访中得到的确认，EMC“闪电计划”使用的PCIe闪存卡是由合作伙伴来供应。尽管我们无法确定EMC将来推出的就是这块卡，还有没有其它备选的供应商？不过至少在EMC演讲资料中的图片暂时是这样。 

这里我们想引用一下EMC官方新闻稿中的一段说明：“新的基于PCIe/闪存的服务器高速缓存技术（代号“闪电计划”）。该技术计划今年晚些时候上市，将能使数据移动到更靠近处理器的地方，极大地提高性能。在服务器中集成闪存，并将其作为阵列的高速缓存和存储系统，再加上EMC FAST软件，就可以建立一条从应用到数据存储空间的智能I/O通路。这样，连网的基础架构可极大地优化性能、成本和可用性，而且相比于将闪存作为服务器直连存储，将闪存作为阵列的高速缓存和存储系统，可靠性要高得多。”

分布式缓存一致性：来自VPLEX？

既然提到了Project Lightning，我们在这里就多说几句。除了通过FAST（VP）自动分层存储软件（应该需要在服务器上安装），将PCIe固态闪存卡作为EMC存储系统在服务器上的高速缓存之外，EMC还提到了带有“DCC（Distributed Cache Coherency，分布式缓存一致性）”技术的分布式高速缓存。这一点让笔者想起了VPLEX存储虚拟化设备上的同名技术——也是它的核心所在，其中包含各个节点间完全同步的“引擎缓存一致性索引”（见下图），记录着VPLEX集群中每一个引擎内的缓存数据分布状态。相当于组成一个虚拟化的本地（VPLEX Local） / 异地（VPLEX Metro、Geo以及未来的Global）“联邦”存储系统。

EMC VPLEX：基于索引的分布式缓存一致性技术高效率地保持跨越所有引擎（节点）的缓存状态一致性

当一个VPLEX引擎（上图中最左边的）前端连接的服务器主机对后端“被虚拟化”的阵列进行写操作时，数据会经过VPLEX的缓存写入，同时更改引擎缓存一致性索引。之后另一个VPLEX引擎（最右边）接到对同一数据的读取请求时，尽管没有在本节点自身的缓存命中，但查询索引后，能够将分布式高速缓存中最左边节点的数据复制到本地Cache并提供给服务器。

根据笔者的理解，EMC“闪电计划”中插在多台服务器上的闪存卡，就使用了类似于VPLEX的分布式缓存一致性技术。不过它们之间有些区别：首先，VPLEX是在网络层中加入的存储虚拟化设备，而Project Lightning主要是为了将存储系统中的闪存贴近服务器而提高性能，因此后者应该只能在本地实现；其次，VPLEX的分布式缓存是由服务器中的内存组成的，而“闪电计划”则是非易失性NAND闪存介质。

在“闪电计划”中，多台服务器上的闪存卡组成了后端EMC阵列的分布式缓存层。如果一台服务器对存储系统的数据请求，能够通过另一台服务器上的固态闪存卡来满足（命中）的话，就达到了分布式高速缓存提高性能的目的。这时在PCIe闪存卡或者服务器内存中也需要有一个同步的元数据索引，考虑到它的数据量和对主机性能的影响，我们认为该索引更多可能是放在闪存卡上。

笔者还有一点暂时不能确定，就是Project Lightning只用于读缓存，还是FAST分层存储架构中的相对固定的一个层（即数据可以唯一存在于固态闪存卡上，类似于阵列的读/写缓存）？我觉得后者的可能性应该不大，因为必须要考虑闪存卡乃至服务器单点故障所带来的影响。VPLEX、IBM SVC这些存储虚拟化设备是通过2个节点间完全同步的缓存镜像来实现高可用。那么对于EMC“闪电计划”而言，闪存卡的问题可以通过在主机上添加第二块卡保持镜像（RAID 1）来解决，这样即使控制器芯片坏了也不怕；而在一台服务器实效的情况下，为了保证最后写入的数据一致性，只有一个办法就是保持每台服务器闪存卡上的数据在其它服务器上至少有一个副本（是不是有点像Hadoop分布式文件系统？）。如果这样的话无论从成本还是效率上都有些不划算。

以上部分属于个人推测，相关规格特性请以厂商正式推出后的产品为准。