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SMART Storage:超级DIMM整合可实现超优闪存解决方案

存储在线编译文章:速度超快的闪存数据存取技术就要面市了,SMART Storage利用Diablo Technologies的MCS TeraDIMM技术将一款类似于DIMM的闪存产品与主机存储器总线连接在一起。

与目前市面上的固态存储和PCIe闪存卡相比,SMART的ULLtraDIMM的延时非常低。它完全秉承了MCS TeraDIMM的超低延时性能。

SMART Storage的ULLtraDIMM

SMART称,ULLtraDIMM采用19纳米 NAND工艺制造,容量分为200GB和400GB两种,它的延时还不到5?s,可以提供150000读数据IOPS和65000写数据IOPS的性能。如果每天进行10次全盘写数据操作,ULLtraDIMM可以使用5年的时间,平均无故障时间长达200万小时。

如果将多块ULLtraDIMM整合在一起使用,IO性能还将按比例提高,但是延时基本保持不变。SMART称,ULLtraDIMM的延时大概只有现有的PCIe闪存产品的一半。 它的延时之所以比PCIe闪存产品更低,是因为使用MCS的设计时,通向存储器总线的I/O通道相对有所缩短,因此加快了反应速度。

SMART的ULLtraDIMM随着IOPS性能的上升,延时基本保持不变

SMART Storage称,其Guardian技术可以支持MLC NAND,那样就无需使用价格昂贵的企业级MLC闪存,从而将其耐用性提高到每天10次全盘写数据的水平。

性能很重要

SMART称,两台服务器共用一块使用eMLC和SLC闪存的1.2TB PCIe固态硬盘可以从闪存中获得225000IOPS的性能,可以在2000?s的延时情况下运行128个线程。这两台服务器的每个CPU配备了4个400GB的ULLtraDIMM,它们可以从闪存中获得120万IOPS的性能,即每块ULLtraDIMM提供150000IOPS,从而可以在700?s的延时情况下运行1024个线程。

SMART是这样解释的:为服务器配备2.5倍闪存就可以将性能提高5倍(闪存IOPS),并将工作量(线程数和延时数)提高9倍。

我们在写给SMART Storage的技术营销主管Esther Spanjer的电子邮件中向她提出了关于ULLtraDIMM性能的问题:“你可以预计Diablo/SMART ULLtraDIMM能够回应的数据存取指令比P420m更多,也就是说它的IOPS性能会更高。 然而情况并非如此。一块1.2TB的P420m可以提供750000IOPS的性能,而1.2TB的ULLtraDIM只能提供450000IOPS的性能,为什么会这样呢? 我相信这两款产品使用了同类MLC闪存。为什么ULLtraDIMM在IOPS性能上无法与P420m相提并论呢?”

她的回答是:

决定某一时刻使用的闪存通道数量的是另一个因素。ULLtraDIMM上的控制器使用的闪存通道数更少一些,因为DIMM模块上安装的物理闪存比PCIe卡上的物理闪存要少一些。 另一个因素可能在与基础架构本身。美光科技的PCIe闪存卡使用的是原装PCIe控制器,它可以将PCIe协议/信号直接传递给闪存芯片。 ULLtraDIMM是使用DDR接口的第一代产品,它使用了一款协议转换器。我们在DIMM模块上安装了两个芯片,一个是DDR3-to-闪存的控制器芯片,一个是与闪存芯片通讯的闪存控制器芯片。

在单位IOPS性能成本问题上,Spanjer解释说:

看待这个问题的另一个方法是,使用一块ULLtraDIMM,要想达到那个IOPS性能水平,你要花多少成本。由于ULLtraDIMM的价格比PCIe闪存卡要低一些,因此你实际上可以通过增加ULLtraDIMM的数量来达到要求的IOPS性能水平(在这种情况下,我们需要5块ULLtraDIMM才能达到750000IOPS的性能水平)。

重要的是,我们可以增加系统中的ULLtraDIMM的数量来调整I/O性能水平,而且不会影响延时性能。这样做的理由是,这不会争用DDR总线的总线资源,对于基于PCIe闪存卡的设备来说,这是完全不可能的,因为他们必须经过I/O hub并且会造成总线争用和增加延时的后果。 那就是与存储器总线直接相连的优势,目前市面上还没有其他任何设备能够具备同样的优势。

… 美光科技没有公开其P420m PCIe闪存卡的耐用性参数,因此我只能假设它们使用的是没有任何耐用性的商品级MLC闪存。即使你假设每GB价格相同,我们的产品在TCO方面仍然更具成本效益,因为我们增加了耐用性。 那意味着,按照现有的基础,你可以将DIMM的存储容量提高一倍至2.4TB,而且价格仍将比美光科技的闪存卡要低一些。”

ULLtraDIMM目前已经支持Windows Server 2008/12、红帽Linux和SUSE Linux以及VMware。使用这些ULLtraDIMM无需对应用软件作任何改变。

潜在应用领域包括财经服务、数据库和云、虚拟化、刀片服务器和大数据分析,ULLtraDIMM既可以作为块设备来使用,也可以作为内存扩展设备来使用。

SanDisk正在收购SMART Storage,由于SMART是东芝NAND的用户,而东芝和SanDisk在NAND制造业务上是合作伙伴的关系,因此从某种意义上来说,SanDisk将要收购的其实是其合作伙伴的客户。

SMART称,ULLtraDIMM正在接受一线OEM厂商和许多财富500强企业的资格验证。

这项产品技术有可能为SMART ULLtraDIMM闪存产品提供一项重要的数据存取速度优势。它有可能为企业客户提供一种新的解决方案,它的速度与软件增强的Fusion-io闪存产品相当但不象Fusion-io软件那么复杂。

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