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全闪存储进入NVMe时代,性能和弹性须并驾齐驱

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匿名  发表于 2020-7-4 10:47:54 |阅读模式
 
  近年来,NVMe SSD已逐渐成为数据中心闪存市场的确定的发展大势,各大厂商不约而同地推出了基于NVMe的新一代存储产品,用户也相应地提高了对NVMe SSD存储系统的期望值。与基于SAS SSD的存储系统相比,用户普遍希望基于NVMe SSD的存储系统能够带来更卓越的性能(更高的IOPS或吞吐量)和更快的数据访问响应速度。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  根据数据存储研究机构Coldago Research的2020终端用户调研,Hitachi Vantara被用户评为块存储领域的领导者。坚持不懈的技术创新让Hitachi Vantara的存储解决方案一直深受用户信赖,尤其是那些更需要高可靠IT基础设施的业务关键型应用。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.comDSC0001.png 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com图片来源:Coldago

中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  Hitachi Vantara最新的创新成果是虚拟存储平台VSP E990,这是一款旨在充分发挥NVMe闪存优势以提供业界领先的性能和可用性的存储平台。接下来我将简要介绍VSP E990的一系列特性,与各位探讨这一NVMe存储平台如何大幅提高应用程序性能。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.comDSC0002.png 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com

中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  首先,让我们看一下性能数据。VSP E990可提供高达580万次的IOPS和16.6PB的有效容量,通过简化缓存结构,其读取响应时间可低至64微秒。同时,可靠性和可用性得到进一步提升—— VSP E990拥有99.9999%的设备可靠性,并且提供业内首屈一指的100%数据可用性保障。VSP E990配备有VSP系列通用的Hitachi SVOS RF存储虚拟化操作系统,专门针对闪存进行了优化,具备两个控制器和56个处理器内核,共享1TiB的全局缓存。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  那么,我们是如何在4U空间内实现上述所有性能突破的?首先,VSP E990的研发沿用了Hitachi Vantara将NVMe整合到去年发布的VSP 5000系列中所采用的创新方法。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  与Hitachi Vantara以前的产品一样,VSP E990的所有处理器运行单个SVOS RF映像,并共享全局缓存;不再使用专门的缓存板,而是将缓存分布在各个控制器之间,以提高内存访问速度,并保证更好的弹性。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  每块缓存板通过8个PCIe Gen 3通道连接到控制器,具有16 GB/s的可用带宽(8 GB/s发送和8 GB/s接收)。因此,每个控制器拥有高达64 GB/s的前端带宽和32 GB/s的后端带宽。所有这些特性结合在一起,便成就了VSP E990这款目前市场上响应速度最快的存储解决方案。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  最重要的是,我们成功将VSP 5000系列中的创新技术,例如自适应数据缩减功能(包括重复数据删除和压缩),整合到了VSP E990当中。这项技术能够确保提高用户总的存储利用效率,以高达7:1的比例节省存储容量。Hitachi Vantara的目标是为用户提供更多价值;我们知道,要实现容量优化,用户也需要付出大量努力。考虑到这一点,VSP E990目前可在无需分析数据集的情况下提供毫无争议的4:1数据缩减保证。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.comDSC0003.png 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com

中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  保护用户数据,并保持高可用性
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  保护用户数据,并确保其始终可用,是Hitachi Vantara缓存架构设计的关键。为了实现这个目标,缓存被分为A侧和B侧,分别位于单独的物理组件上,每一侧都配有独立的电源。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  这样一来,用户数据可免受任何单点故障的影响。一旦出现完全断电的情况,缓存备份模块将保持供电,直到将缓存的数据安全地备份到专门的SSD中。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  为了避免发生单点故障,所有数据写入均映射到缓存的A侧和B侧。一旦缓存镜像构建完成,就会向主机发送写入确认。此外,光纤通道协议芯片会为每个从主机接收的512 KiB大小的数据单元创建数据完整性代码;在传输的每个阶段,系统都会检查该代码,以防数据受损。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  VSP E990缓存目录系统经改进后,彻底摈弃了直写模式(在这种低配模式下,主机发起数据写入后只有将数据存储在后端驱动器上才能被辨识,这通常会导致性能严重下降)。VSP E990具有更简单、更具弹性的缓存寻址系统。每个控制器都有一张哈希表,指针指向其拥有的逻辑设备的缓存地址。控制器逻辑设备的数据可以驻留在自己的缓存中,也可以驻留在另一个控制器的缓存中。如果某个控制器发生故障,则每个控制器都会让指向故障控制器的哈希表条目无效,因此不需要直写模式。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  在几乎所有的条件下,VSP E990的缓存架构都会对元数据进行冗余备份,从而加强了对共享内存区域的保护。通过这个优化的架构,用户可在几分钟内恢复重要的共享内存的冗余副本,而不需要等待硬件维护。这是通过共享内存的主副本和镜像副本,以及在缓存的A侧和B侧保留两个专门区域来实现的。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  弹性升级
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  VSP E990 拥有进一步增强的弹性,保证了业界领先的99.9999%的设备可靠性。具体提升包括:
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 闪存盘的重建时间减少了80%。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 采用更强大的缓存目录系统,通过避免直写模式,确保延迟敏感型主机应用程序的正常运行。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 当发生硬件故障或断电时,配备有独立电源的专门区域可快速恢复共享内存的冗余副本。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · Hitachi闪存保障计划(Hitachi Flash Assurance Program)提供数据可用性和存储效率保障,相当于为解决方案的总拥有成本提供了一份担保。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 如上所述,Hitachi Vantara在业界率先承诺100%数据可用性。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  性能升级
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  VSP E990主要的性能提升包括:
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 简化了缓存目录系统,消除了冗余目录的更新,并缩短了响应时间。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 每池的重复数据删除存储和DSDVOL都增加到24个,在启用重复数据删除功能后,提高I/O设备的多样性。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 缩小自适应数据缩减元数据的访问规模,从而减少开销。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · NVMe闪存磁盘可将每个闪存磁盘的IOPS提高5倍,从而实现超低延迟。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  总结
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  VSP E990采用Hitachi Vantara最新的存储技术和最先进的架构,从一开始就是专为提高性能和弹性而打造的;这意味着我们的100%数据可用性承诺能够完全落到实处。那么,您应该在什么情况下使用VSP E990来满足您的高性能需求呢?以下是我的观点和建议:
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 在硬盘数量较少时,NVMe硬盘的IOPS、GB/s和响应时间均优于SAS SSD硬盘。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 对于读取密集型工作负载,NVMe硬盘的性能优势大于SAS SSD驱动器。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 对于需要缩短响应时间的工作负载和应用程序,建议使用基于NVMe的存储。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  · 在进行数据缩减并驱动最大IO速率时,NVMe硬盘可实现更快的响应速度。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  我们真诚地希望VSP E990这个采用全闪存NVMe,并以性能和弹性见长的新解决方案能为您的企业带来更大的价值。
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