當閃存成為大勢所趨，浪潮ZNS SSD如何靠創(chuàng)新站上C位？

時間：2021-11-19 14:36:07

關鍵字： SSD

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[導讀]北京2021年11月18日 /美通社/ -- 今天的主角，是一枚巴掌大的SSD閃存盤。相比人們廣為熟知的U盤，恐怕一百個人里，99個沒有研究過企業(yè)級閃存盤，但成千上萬塊企業(yè)級閃存盤，卻或是鑲嵌在百度、騰訊、阿里、字節(jié)跳動等互聯(lián)網(wǎng)巨擘的數(shù)據(jù)中心里，或是承載著銀行、運營商、大科研工程...

北京2021年11月18日 /美通社/ -- 今天的主角，是一枚巴掌大的SSD閃存盤。相比人們廣為熟知的U盤，恐怕一百個人里，99個沒有研究過企業(yè)級閃存盤，但成千上萬塊企業(yè)級閃存盤，卻或是鑲嵌在百度、騰訊、阿里、字節(jié)跳動等互聯(lián)網(wǎng)巨擘的數(shù)據(jù)中心里，或是承載著銀行、運營商、大科研工程等核心行業(yè)用戶的關鍵業(yè)務。可以說，企業(yè)級閃存盤，記錄并加速著整個數(shù)字時代。

浪潮存儲基于對新數(shù)據(jù)存儲的前瞻洞察，在閃存盤關鍵部件領域持續(xù)投入和創(chuàng)新。早在2019年浪潮就進入閃存領域并發(fā)布企業(yè)級NVMe SSD，時隔兩年再次推出新一代分區(qū)閃存盤 -- ZNS SSD，浪潮憑借快速創(chuàng)新能力站上了企業(yè)級閃存領域的“C位”。

浪潮企業(yè)級閃存盤

ZNS SSD閃存盤新技術集大成者

人類社會有個基本規(guī)律：每隔一段時間，會有一種東西出現(xiàn)，用來打破原有的平衡，形成新的平衡，這就是熵增定律。薛定諤曾經(jīng)說過“生命以負熵為生”，愛丁頓爵士也表示熵增定律是自然界至高無上的原則。

這個定律在數(shù)據(jù)存儲領域也得到驗證。從結繩石刻、竹簡帛紙到磁帶磁盤，人類自誕生之日起就一直在探尋存儲信息的方式。如今，閃存盤實現(xiàn)了對機械盤的全面超越，根據(jù)中國信通院發(fā)布的《下一代數(shù)據(jù)存儲技術研究報告》，SSD閃存盤比機械盤性能高出1000倍以上、時延降低百倍、功耗降低70%，業(yè)界普遍認為閃存盤是存儲行業(yè)的發(fā)展方向。

在生機勃勃、高速發(fā)展的閃存盤領域，ZNS SSD無疑是融合Open Channel和NVMe2.0新技術的集大成者。一方面，ZNS SSD是在Open Channel SSD開放通道閃存盤基礎上發(fā)展而來的，因此它繼承了Open Channel SSD I/O分離、可預測性延遲等優(yōu)勢。另一方面，ZNS協(xié)議將NVMe 2.0中的一部分進行了標準化處理，簡化了軟件架構，化解了Open Channel過于靈活發(fā)散、不利于規(guī)范化、標準化的難題，使得企業(yè)更加易于根據(jù)自身場景需求更加進行特定軟件開發(fā)。

浪潮信息存儲產(chǎn)品經(jīng)理宗崗崗表示，“相比普通SSD，新一代ZNS SSD具有三大優(yōu)勢”。一是采用順序?qū)懭敕绞酱蠓s減了整盤的寫放大，提升了SSD使用壽命；二是NAND閃存顆粒控制機制對應用透明化，有效提升讀寫性能、降低了延遲；三是普通SSD保存每TB數(shù)需要提供1GB預留空間作為FTL（Flash Translation Layer）閃存轉(zhuǎn)換層，這就好比每本字典需要留幾頁作為目錄，浪潮ZNS SSD基于順序?qū)懭爰夹g降低了整盤的預留空間需求。

當理想遇到現(xiàn)實 ZNS SSD技術門檻如何突破

像很多新技術一樣，盡管ZNS SSD具有諸多優(yōu)勢，但擺在它面前的還有諸多挑戰(zhàn)，對企業(yè)的技術能力提出了更高要求。ZNS SSD把FTL從SSD內(nèi)部遷移并開放給了上層的Host端，讓用戶可以根據(jù)自己需要靈活的擁有自己特定的FTL，但其軟件架構必須重新設計，對企業(yè)用戶的技術能力提出了更高的要求。

當對蓬勃發(fā)展的新技術迎面撞上骨感的現(xiàn)實，很多廠商會知難而退，但在浪潮信息SSD產(chǎn)品總經(jīng)理胡文鋒看來，這反而為浪潮存儲這樣的技術型廠商提供了創(chuàng)新和突破的空間。浪潮存儲能夠讓ZNS SSD標準更加規(guī)范、生態(tài)更加友好。由于其十分靈活的特性，國內(nèi)一些廠商特別是公有云廠商對ZNS SSD非常感興趣，一些應用也在陸續(xù)落地，應用效果逐步展現(xiàn)。

浪潮ZNS SSD創(chuàng)新之道：基于場景做定制

ZNS存儲技術針對的是云場景應用，適用于大容量空間存儲的數(shù)據(jù)，例如高清視頻、圖像等。浪潮存儲SSD研發(fā)團隊與云服務提供商緊密合作，對其軟件堆棧進行自上而下的優(yōu)化，完成了業(yè)務適配和定制化SSD開發(fā)，實現(xiàn)了分區(qū)存儲，技術實力得到了用戶高度認可，滿足業(yè)務發(fā)展需求的同時，TCO總體擁有成本大幅降低，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

面對SSD盤價格居高不下的狀態(tài)，浪潮在國內(nèi)率先推出了新一代ZNS SSD全新架構方案，在性能、容量、壽命、成本、易用性等方面實現(xiàn)了飛躍式提升。

浪潮ZNS SSD閃存盤IO測試結果

以一個8.5T容量的浪潮ZNS SSD與一個6.4T容量的普通SSD作為對照，以半隨機模式進行測試，測試流程如下：用應用軟件模擬2個順序?qū)懭霐?shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)塊大小是128k，兩個數(shù)據(jù)流分別操作全盤各50%的容量，空盤開始執(zhí)行測試，直至達到穩(wěn)態(tài)。

測試結果顯示，浪潮ZNS SSD總帶寬穩(wěn)定在3.2GB/s，而普通SSD總帶寬從3.2GB/s下降并穩(wěn)定在0.8GB/s至1.1GB/s。對比普通SSD，浪潮ZNS SSD容量提升了33%，壽命延長了140%，性能超出210%；同時，每GB的成本下降了60%，整體TCO降低了24%。

浪潮：打造全球領先的自主品牌SSD

與國內(nèi)很多廠商不同，浪潮是先有服務器再有SSD。2020年浪潮服務器在中國的市場份額超40%，使用的企業(yè)級SSD已經(jīng)超過200萬片。浪潮企業(yè)級SSD不僅可以在浪潮服務器、存儲、超融合產(chǎn)品中有大量應用，還可以適配支持過億表單的數(shù)據(jù)庫場景。

IDC預計到2023年有超過90%的數(shù)據(jù)將由機器產(chǎn)生，生成的數(shù)據(jù)總量將達到103 ZB，企業(yè)面臨三大挑戰(zhàn)：其一如何管理多樣化、離散化數(shù)據(jù)，其二需要平衡性能、密度和成本，其三如何通過軟硬件協(xié)同實現(xiàn)降本增效。以數(shù)據(jù)庫為例，浪潮存儲將云溪數(shù)據(jù)庫與ZNS SSD進行了聯(lián)調(diào)優(yōu)化，把ZenFS作為后端存儲RocksDB的新型底層，將Zone映射到SST(Static Sorted Table，靜態(tài)排序表文件)，底層存儲介質(zhì)ZNS SSD以Zone形式寫入數(shù)據(jù)，使得SSD寫放大降為1，壽命提升140%，成本大幅降低。

浪潮ZNS SSD與云溪數(shù)據(jù)庫進行聯(lián)調(diào)

同時，浪潮企業(yè)SSD還可以直接向行業(yè)用戶供貨，目前浪潮企業(yè)級SSD已經(jīng)應用于通信運營商、頂級公有云廠商以及金融等行業(yè)核心用戶場景。

不僅如此，浪潮SSD還助力浪潮分布式存儲、云海虛擬化產(chǎn)品在國際基準性能測試中刷新紀錄。今年7月，浪潮企業(yè)級SSD助力浪潮分布式存儲在SPC-1測評中獲得全球第一，隨后在8月份，采用浪潮SSDD的浪潮云海虛擬化InCloud Rail獲得SPECVirt全球第一?！拔磥黼S著云、大數(shù)據(jù)、AI等新技術發(fā)展，海量非結構化數(shù)據(jù)爆發(fā)，浪潮企業(yè)級SSD會迎來更廣闊的應用空間”，宗崗崗表示。

浪潮SSD助力浪潮分布式存儲奪得 SPC-1性能全球第一