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华为加快布局闪存存储的步伐

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华为已经向存储级内存方向迈进了一大步,而且华为相信由技术推动的基础架构发展不仅是可能的,而且也是不可避免的。

来源:The Register 2017年12月20日

关键字: SSD 全闪存 存储级内存 华为

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华为已经向存储级内存方向迈进了一大步,而且华为相信由技术推动的基础架构发展不仅是可能的,而且也是不可避免的。

华为表示,相信三种存储元件的速度正在共同创造一个有效的、存储级别的内存驱动存储架构。第一个闪存阵列时代,即Flash 1.0时代,是慢的磁盘驱动器介质速度和快的SAS介质、光纤通道存储网络协议之间的不平衡造成的结果。

华为加快布局闪存存储的步伐

我们现在正进入Flash 2.0时代,闪存介质速度与光纤介质上的NVMe、NVMe以及存储网络协议速度方面存在着不平衡。

这将导致SCM(存储级内存/Storage Class Memory)1.0时代的到来,在SCM介质、NVMe和NVMeoF的速度之间取得平衡。华为致力于为这个时代构建新一代全闪存系统。

该存储系统还配备了QLC(4 bits/cell闪存)以及新的、由访问延迟定义的存储等级体系:

华为加快布局闪存存储的步伐

这个等级体系从CPU到RAM,然后是SCM、3D TLC (3 bits/cell) NAND来取代15/10K 磁盘驱动器,3D QLC闪存取代7.2K磁盘, 然后再到磁带。

RAM和SCM位于内存层,SCM是第一级主存储。TLC闪存是主要的永久性存储层,QLC满足一些主存储需求,但主要用于备份和二级存储。

SCM介质可能来自Intel/Micron的3D XPoint、三星的Z-NAND和EverSpin的Spin-Torque MRAM,并可能于2018年出现在系统中,用于元数据和读取缓存,并在2019年用于写入缓存和主存储。

QLC闪存将在2019年出现在主存储中,2020年出现在备份中。SCM和QLC使用进展是以产量增加和价格下降为前提条件的。

华为存储芯片及硬件

华为正在开发的芯片级硬件会用于SSD控制、存储处理和多协议组网。目的是通过硬件加速协同来改善和优化存储系统性能。

华为加快布局闪存存储的步伐

华为的存储芯片开发布局

通常的硬件加速将加速RAID、Erasure Coding、重复数据删除和数据完整性字段(DIF)的工作负载。华为的多协议组网芯片将通过100GbitE链路支持Fabric、RoCE、光纤通道、FCoE和TCP卸载(TOE)的NVMe。

SSD控制器将覆盖SAS和NVMe,支持TLC和QLC闪存,并提供5个9级别的服务质量等级。

Fusion Server、CloudEngine CE8800、OceanStor Dorado全闪存阵列及NVMe SSDs等华为产品都将使用这些芯片。

华为软件存储架构

华为已经创建了自己的DFV(数据功能虚拟化/Data Function Virtualisation)存储软件架构。该DFV架构将成为下一代存储的基础架构,并将部署在公共云和私有云中。DFV架构将于2018年部署在华为公有云中,开始提供对象服务,而后其他服务将跟进。

该DFV架构的特点:

数据功能虚拟化(Data Function Virtualization)

块、对象、文件

数据库

大数据

弹性

单个资源池中具备数千个节点

线性扩展(容量/性能)

EB级别的容量,一台设备中具有100亿个对象

跨区域复制,跨越AZ EC

软件定义存储(Software Defined Storage)

第三方硬件支持

第三方虚拟机/容器支持

统一的混合云架构

可以部署在公共云和私有云中

使用本机复制协议从/向公有云传输数据

统一的用户体验

它所运行的硬件层包括带有SCM介质的NVMe over Fabrics-0accessed JBOFs,华为Barreleye存储系统、ARM支持的系统和COTS(商用现成品或技术)系统。

小结

在存储厂商如何使用来自各大厂商的SCM、NVMe驱动器和光纤以及 QLC的蓝图中,华为看起来很不错,其使用专有的内部芯片提供SSD控制、存储处理和存储组网协议的做法是非常独特的。

在存储业界,Pure Storage具有类似的存储系统硬件专业水平,但是华为拥有更深一层的芯片级专业知识和能力。Dell EMC坚定地将重点放在了利用COTS硬件上,可是程度较低,而HPE则采用了Synergy和内存驱动的计算方案。

如果华为能通过其DFV存储软件结合SCM/NVMe/NVMeoF/QLC存储系统硬件,那将展示出更有优势的性价比,其他的厂商也会对其更加关注。

NetApp已经开始研究如何使用其Plexistor技术来实现NVMeoF和SCM。Pure Storage也有其通向NVME驱动器和网络环境的路径。

华为的想法是避免纯软件定义存储(SDS),而是让存储软件更好地运行在存储硬件上,硬件和软件的设计和开发是为了优化系统级的性价比,使其超越SDS+COTS硬件系统可以提供的性价比。

华为可以绘制出一个一致的、统一的硬件和软件方案,使现有客户放心,并吸引更多潜在客户关注。

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