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浪潮信息李博樂:重塑軟件棧,為全閃存儲打通任督二脈

2022-10-17 11:45 3430

北京2022年10月17日 /美通社/ -- 

"天下武功、唯快不破",數字經濟時代尤甚。

數據極富價值,堪比新時代的石油。數字經濟時代,數據價值如何快速、高效地釋放顯得尤為重要。自2020年4月,數據被國家列為與土地、勞動力、技術、資本并列的第五種生產要素,成為數字經濟深入發(fā)展的核心引擎。

浪潮信息存儲產品線副總經理李博樂
浪潮信息存儲產品線副總經理李博樂

近日,浪潮信息存儲產品線副總經理李博樂在2022TSS集邦咨詢半導體峰會暨存儲產業(yè)高層論壇上表示,浪潮信息聚焦智慧計算戰(zhàn)略,以算力、算法、數據、網絡四大支柱,為客戶構建開放、敏捷、集約、高效的數字信息基礎設施。其中在存儲方面,浪潮基于存儲平臺戰(zhàn)略,打造全閃軟件棧,通過面向SSD高速介質的存儲性能加速技術,創(chuàng)新面向眾核的自適應任務分組調度機制、單核數據流加速技術,打通SSD介質與控制器等核心組件之間的IO性能墻,實現完美的盤控協同,讓存儲性能得到質的飛躍。

目前浪潮存儲擁有全閃分布式存儲和全閃集中式存儲兩大平臺,并推出新一代SSD高速存儲介質,實現從核心部件到存儲陣列再到場景方案的全棧創(chuàng)新,助力企業(yè)構建業(yè)界領先的數據基礎設施,加速釋放數據要素價值,讓企業(yè)數字化轉型駛入"高速公路"。

性能瓶頸 如何破解

數字化轉型需要基礎設施鋪就一條高速之路。然而作為數據要素的核心載體的數據存儲系統(tǒng),卻面臨閃存盤、控制器等核心組件發(fā)展失衡的困擾。

"打破存儲系統(tǒng)內部核心組件之間性能瓶頸,存儲軟件棧才是關鍵",李博樂表示。

一方面當前閃存介質種類日益豐富,閃存、持久內存等新型介質能將IOPS提升1000倍、時延降低2個數量級,但面向磁盤介質設計的傳統(tǒng)存儲軟件棧時延占比達到90%以上,軟件棧升級勢在必行。

對此,浪潮存儲針對閃存介質特點,在軟件棧核心算法方面做了大量創(chuàng)新。比如傳統(tǒng)存儲的機械硬盤幾乎沒有寫入次數限制,但閃存介質的擦寫次數越多壽命就越低,像RAID寫放大、閃存垃圾回收等都會影響全閃存儲的性能和可靠性。浪潮全閃存儲通過軟件棧核心算法優(yōu)化,讓存儲控制器能夠實時了解SSD盤內的數據布局,有效避免了數據落盤后頻繁的搬遷與垃圾回收;同時,還通過實現盤控協同數據分區(qū)布局,打通存儲系統(tǒng)軟件到介質層的端到端快路徑,保障了全閃存儲的穩(wěn)定高性能。

另一方面,CPU主頻性能提升遲滯,向高密多核發(fā)展。傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)IO調度機制存在頻繁的用戶態(tài)、內核態(tài)切換,開銷高、延遲大,無法滿足高性能應用需求。眾核架構下,內存訪問密集型IO的多任務調度存在CPU緩存命中率低等問題,制約了存儲性能線性擴展。

浪潮全閃軟件棧創(chuàng)新面向眾核的自適應任務分組調度機制、單核數據流加速技術,實現性能隨CPU核數線性擴展,極致釋放新型介質性能。具體來看,在眾核加速方面,浪潮存儲采用自適應任務分組調度機制。以高內聚低耦合的原則,區(qū)分業(yè)務類型和主機IO特征、存儲內部管理等因素,進行任務劃分。所謂"高內聚低耦合",類似劃分公交快速道和普通車道。第一,高內聚類似公交快速通道,是指聚合高關聯度任務為同類組,指定運行于特定CPU核組,提升RAID、重刪、自精簡等高頻、公有數據的CPU緩存命中率。第二,低耦合是指低關聯任務放到普通車道。也就是說,解耦合關聯度低的任務到異類組,實現協議解析、數據刷盤等低關聯度任務按需分布到CPU多核、免鎖交互,實現單任務資源和性能線性擴展。單核數據加速方面,浪潮存儲設計全用戶態(tài)的IO棧,消除IO任務在用戶態(tài)和內核態(tài)間的切換導致的資源損耗,協同用戶態(tài)內存調度管理,單核數據流性能提升30%。

從閃存介質到全閃存儲陣列  全棧創(chuàng)新

一次技術創(chuàng)新并不難,難的是持續(xù)不斷的技術創(chuàng)新。近十年來,浪潮存儲研發(fā)團隊擴展到上千人,在全球建立五大研發(fā)中心,與全球產業(yè)鏈伙伴協同創(chuàng)新,累計為存儲核心技術攻關投入數十億研發(fā)經費。目前,浪潮存儲堅持存儲平臺戰(zhàn)略,打造全閃軟件棧,推出了全閃分布式存儲、全閃集中式存儲兩大平臺,以及新一代SSD高速存儲介質,性能均達到業(yè)界領先水平。

浪潮存儲
浪潮存儲

首先,全閃分布式存儲方面,浪潮存儲對軟件棧進行全鏈路端到端性能優(yōu)化,通過智能協議卸載、RDMA協議、CPU專核專用、ZNS SSD數據分流技術的聯合打磨和創(chuàng)新,讓全閃分布式存儲的性能飆升到業(yè)界領先水平。

其次,全閃集中式存儲方面,浪潮存儲最大可擴展到48個控制器,控制器擴展能力提升帶來了更強勁的性能。同時,全新開發(fā)了閃存原生的"iTurbo 2.0"智能加速引擎,并構建了由SCM和NVMe閃存盤組成的智能分層存儲資源池,將智能IO均衡、智能資源調度、智能元數據管理等數十項性能優(yōu)化算法與閃存盤聯調優(yōu)化,讓千萬級IO均衡落盤且時延業(yè)界最低,將存儲系統(tǒng)性能發(fā)揮到極致,在SPC-1國際評測中獲得2300萬IOPS,性能全球第一。

值得一提的是,在今年IPF上浪潮存儲推出新一代PCIe 4.0 NVMe 企業(yè)級SSD,通過拓展NAND與控制器之間的通道,大幅提升SSD性能,順序寫性能超過5GB/s,隨機寫性能超過45萬IOPS,達到業(yè)界領先水平。

IDC預測,到2022年全球65%的GDP將由數字化推動,數據要素挖掘和利用的效率將影響企業(yè)數字化轉型的速度,性能成為企業(yè)存儲選型的核心因素。作為裝機容量全球前三、中國第一的存儲廠商,浪潮存儲將在全閃存儲領域持續(xù)投入,以全棧技術創(chuàng)新加速存儲業(yè)務增長,充分釋放數據價值,加速數實相融。

消息來源:浪潮信息
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