8個問題,讓你明白Shannon PCIe-RAID 獨創技術

發布時間:2016-05-30

4月16日,在第六屆中國數據庫技術大會(DTCC)現場,Shannon Systems的PCIe-RAID閃存解決方案引發業界熱烈討論,ShannonPCIe-RAID技術既然可以實現如此令人艷羨的閃存性能應用,那么其技術框架與技術特點到底怎樣呢?針對Shannon PCIe-RAID 技術分析帶給你詳盡的答案。
“不管你認不承認,反正閃存正在改變這個行業,包括我們的世界。”
正因為如此,Flash閃存存儲設備的出現,也促使了存儲可以與處理器一樣遵循摩爾定律實現快速的發展。
雖然閃存實現了存儲的發展,但是在針對數據庫應用的存儲方案方面,一般會采取基于Host的PCIe Flash存儲的優化,借助HBA、軟RAID來實現大容量高可用Flash存儲應用,但是這種方式有個缺點,就是不支持Flash存儲設備的一些特性, 比如Trim, S.M.A.R.T信息等,同時性能損耗明顯,容錯性也比較差,風險高,如果遭遇意外掉電數據安全性問題突出,包括連續故障等都是令人頭疼的事情。

傳統RAID5是輪轉式校驗數傳統RAID5是輪轉式校驗數據存儲, 最多可有一個SSD故障。同時由于沒有校驗數據緩存,數據的隨機寫入會導致,在系統層面寫放大系數過大,一定大于2,也導致快速的壽命損耗,也會出現“寫洞(Write-Hole)”現象,影響數據一致性。
那么問題就來了,PCIe-RAID如何來解決這些問題呢?
PCIe-RAID 的目標是在系統中提供一個集任意可擴展、大容量、性能和可靠性的全閃存設備。Shannon PCIe-RAID能夠為客戶提供一個集大容量、高性能和高可用的單一邏輯塊設備,方便用戶管理與使用。在系統層面,將FTL的實現從PCIe Flash存儲設備中移至主機軟件層,實現FTL,同時卡間的RAID基于Flash的物理頁面地址構建,針對Flash優化,解決傳統SSD RAID系統中的寫放大和可靠性問題。

Shannon Direct-IO產品早就實現了原子寫(Atomic Write),
應用原子寫的效益明顯,Double Write = 0;性能提升TPS大于10%,延遲降低大約50%;Flash存儲產品的壽命達到200%,可靠性增強。
PCIe-RAID在容量和擴展性方面如何考慮的?
PCIe-RAID的極限容量受制于幾個因素,一是單臺主機的PCIe接口數量,滿足要求的接口;二是Shannon Direct-IO 產品的單卡大容量;三是服務器供電系統的額定功率。
Shannon Systems 可以在標準2U rack server 里面,做到高近50TB 裸容量,高40TB 用戶容量;在3U rack Server里面實現達到近90TB 裸容量,高80TB用戶容量。
因此,基于這樣的架構,未來PCIe-RAID擴展方面主要受兩個方面的制約,服務器的PCIe/8639 接口數量,以及服務器供電系統可以向外提供的額定功率。
Shannon Systems 計劃可以在2015年初提供 50TB/2U 、150TB/3U 裸容量的 PCIe-RAID 陣列,具體的用戶容量用戶可以根據自己的情況進行自行設定。

PCIe-RAID 是一個2-D(2維) 軟硬結合的RAID陣列,其2-D RAID 的PCIe-RAID不僅包括閃存單卡Nand芯片之間的RAID ,還有在此之上卡與卡之間的RAID冗余,雙重保護機制,大程度的保護客戶的數據安全。
PCIe-RAID還有一個亮點,在于在單卡內的Cross NandRAID保護機制,采用了基于PBA方面的RAID5改進算法冗余保護機制,該機制解決了RAID5的嚴重性能、全局寫放大系數過大問題,以及寫洞(Write-Hole)現象等傳統RAID5 缺陷。在PCIe 卡之間,PCIe-RAID支持基于PBA的RAID0\RAID5的冗余級別,未來可能會支持RAID10。
為何Shannon PCIe-RAID會如此出色?
在問及PCIe-RAID類似的技術目前業界是否有其他廠商在做的問題后,Shannon的首席運營官表示,Shannon Systems 是PCIe-RAID的發明人,專利持有人,同時也正在申請PCIe-RAID 的商標。目前還沒有聽說業界有其他廠商在研發類似的技術與產品。
PCIe-RAID適合哪些行業用戶與應用場景?
PCIe-RAID 適合對速度和可靠性有較高要求的客戶,同時也適合對要求專業存儲但希望優化存儲成本的用戶。因此,PCIe-RAID 適合大數據分析、云平臺、數據分析、數據挖掘、BI等應用場景。
PCIe-RAID閃存方案可以解決用戶哪些問題?
大容量、高可用、高性能的PCIe-RAID閃存解決方案,在很大程度上可以幫助用戶實現小機、專業存儲等存儲需求。PCIe-RAID配合ShannonSystems 之前發布的Re-config ,可以解決困擾原生PCIeFlash 產品存在已久的低概率SEU問題,這樣就為要求高可靠性的金融行業用戶應用高速閃存存儲產品方案提供了可能。
PCIe-RAID可以攪動整個閃存卡的格局嗎?
面臨當前閃存卡市場的門庭若市,PCIe-RAID能夠  達到對系統高可用性有嚴格要求的應用需求,從本質上拓展了PCIe Flash所服務的市場范圍。同時,之前對使用閃存卡有疑慮的用戶,也會容易接受使用以PCIe為接口的Flash存儲方式。
高質量的產品是創新的基石,技術的創新成就了Shannon高質量的產品。PCIe-RAID閃存解決方案也是根據用戶需求而設計,按用戶所需,實現閃存卡的應用前景,打破閃存卡競爭的格局提供了必要的條件。
PCIe-RAID發展到后面,是否可以進化為一個陣列系統?
Shannon Systems 的AFA(All Flash Array) 全閃存陣列產品計劃在內部的存儲底層實現就采用經過進一步優化的PCIe-RAID 。Shannon的首席運營官補充說,“我們的PCIe-RAID技術推出,就是正在創造性地設計一個存儲系統的基礎,以后會加強這個方面相關的軟件與配合。但不會與傳統存儲大廠正面沖突,而是滿足用戶特定需求,解決某個問題,提供定制的閃存存儲方案。”
Shannon Systems的AFA(All Flash Array) 全閃存陣列產品設計,會在內部的存儲底層,采用經過進一步優化的PCIe-RAID,形成一個陣列系統。
PCIe-RAID采用裸容量每GB存儲空間單價的定價策略。用戶可以在Shannon Systems 的建議下,根據業務情況自己來調整陣列的冗余度,達到大限度的存儲容量、性能與壽命平衡。

 

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