- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Термином «квантовый скачок [1]», он же «квантовый переход», описывается скачкообразное изменение состояния квантовой системы. И именно этот физический термин ассоциируется со сложившейся сегодня ситуацией, при которой удешевление flash-памяти позволило создавать сверхпроизводительные СХД, не уступающие по ёмкости системам на жёстких дисках и соперничающие с ними по совокупной стоимости одного терабайта. В этом году совокупная стоимость одного терабайта впервые сделает flash-системы более выгодными.
Источник: http://wikibon.org/wiki/v/Evolution_of_All-Flash_Array_Architectures [2]
Важность этого момента трудно переоценить, его можно сравнить с быстрой сменой исторической формации. Эра владычества HDD стремительно уходит в прошлое. И одним из вестников этого процесса стала DSSD D5 — высокопроизводительное хранилище стоечного класса на flash-накопителях (RSF, Rack-Scale Flash).
RSF-система — это хранилище совместного использования, предназначенное для решения задач, которые требуют высочайшей производительности и обработки огромных объёмов данных. Решения подобного класса стали востребованы потому, что, несмотря на бурное развитие традиционных систем хранения, они не успевали угнаться за требованиями к производительности рабочих нагрузок новых типов. Миру программно-определяемых инфраструктур стало нужно максимально быстрое электронное хранение, какое только может позволить современный технологический процесс. DSSD D5, по сути, и является системой, созданной для решения этой задачи.
В максимальной конфигурации показатели DSSD D5 таковы:
В высокопроизводительных вычислительных системах узкими местами хранилищ являются количество операций/ввода вывода, пропускная способность и ёмкость. Главная задача RSF-систем заключается в нивелировании этих ограничений.
С точки зрения характера рабочих нагрузок можно выделить три направления применения D5:
С другой стороны, DSSD D5 в своем текущем релизе, не предназначен для работы с SAP HANA, поскольку это требует соответствующей технологической интеграции на уровне оперативной памяти и последующей сертификации в SAP.
В основе DSSD D5 лежит новая архитектура, обеспечивающая на порядок более высокую производительность, минимальный уровень задержки и чрезвычайно высокую плотность размещения памяти. При этом обеспечивается уровень надёжности и доступности, характерный для корпоративных систем.
Каковы особенности архитектуры D5?
Блочная диаграмма DSSD D5.
Возможность интеграции в пользовательские приложения API прямого доступа к памяти. Высокая производительность системы достигается благодаря:
Изначально D5 будет доступен в четырёх конфигурациях: с 18 или 36 flash-модулями по 2 или 4 Тб (тысячи микросхем NAND-памяти). Таким образом, полный объём хранилища может быть 36, 72 или 144 Тб. Все модули объединяются в RAID-массив. Доступная для использования ёмкость будет составлять примерно 25, 50 или 100 Тб для «типичной рабочей нагрузки». Точный объём памяти будет определяться размером FLEN: чем он меньше, тем больше метаданных будет в хранилище. Согласно нашим измерениям, наивысший уровень IOPS достигается при FLEN-объектах размером 4 Кб, а наилучшая пропускная способность — при FLEN размером 32 Кб.
Все flash-модули энергонезависимы и защищены от сбоев электропитания. Каждый модуль подключён к PCIe-сети посредством двух раздельных lane-подключений PCIe Gen3 x4, что позволяет достичь пропускной способности до 8 Гб/с.
Flash-модуль DSSD D5.
Благодаря многосвязной PCIe-сети каждый клиент имеет прямой доступ к каждой из NAND-микросхем. Это позволило отказаться от избыточного копирования при записи данных в финальную часть памяти. А применение протокола NVMe обеспечивает параллельность доступа к любым частям памяти D5.
В отличие от традиционных архитектур, в которых управление системой осуществляет процессор, в DSSD D5 тракты управления и передачи данных разделены и имеют по своему управляющему модулю. Эти модули контролируют операции ввода/вывода, но сами данные идут через модули ввода/вывода напрямую между подключёнными серверами и flash-модулями.
Контроллерный модуль DSSD D5.
Подключение D5 к серверам осуществляется с помощью модулей ввода/вывода, работающих по схеме active-active. Каждый модуль позволяет подключить с резервированием до 48 узлов через lane-порты PCIe Gen3 x4 (всего 96 портов). Карты для подключения узлов установлены в стандартные слоты PCIe Gen3 x8 и соединены с модулями ввода/вывода посредством сдвоенных медных кабелей PCIe Gen3 x4. В будущем планируется внедрить поддержку активных оптических кабелей (Active Optical Cable, AOC).
Модуль ввода-вывода DSSD D5.
Двунаправленная пропускная способность одиночного порта достигает 3,5 Гб/с, а сдвоенных портов — 6,5 Гб/с. Так что теоретическая пропускная способность всей системы составляет 6,5 * 48 = 312 Гб/с. Но из-за ограничений, присущих некоторым компонентам, сейчас обеспечивается 100 Гб/с.
Для доступа к DSSD D5 на клиентских серверах должно быть установлено программное обеспечение:
Протокол NVMe.
Наконец, одним из очень важных свойств архитектуры DSSD D5 является его «ремонтопригодность»: все основные компоненты — от карт для подключения клиентов (серверов) до flash-модулей — резервируются и могут быть заменены заказчиком самостоятельно. Это обеспечивает очень высокий уровень доступности и отсутствие единой точки отказа.
Подведём итоги всему вышесказанному. DSSD D5 — это первое решение в классе RSF (Rack-Scale Flash). Оно предназначено для решения задач, крайне требовательных к производительности СХД, уровню задержки и пропускной способности. При этом совокупная стоимость 1 Тб памяти DSSD D5 уже сопоставима с системами на базе HDD, а по ряду метрик новое решение превосходит большинство имеющихся на рынке all flash-систем с «традиционными» архитектурами.
Автор: EMC²
Источник [3]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/it-infrastruktura/113697
Ссылки в тексте:
[1] квантовый скачок: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%87%D0%BE%D0%BA
[2] http://wikibon.org/wiki/v/Evolution_of_All-Flash_Array_Architectures: http://wikibon.org/wiki/v/Evolution_of_All-Flash_Array_Architectures
[3] Источник: https://habrahabr.ru/post/278193/
Нажмите здесь для печати.