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华为存储硬件未来规划:计划推出NVMe over Fabrics产品

[摘要]NVMe over Fabrics是否会全面入驻JBOF存储阵列,抑或是阵列自身通过扩展提供新型计算控制器、介质与网络连接组合?华为公司的计划是将这两种
NVMe over Fabrics是否会全面入驻JBOF存储阵列,抑或是阵列自身通过扩展提供新型计算控制器、介质与网络连接组合?华为公司的计划是将这两种思路结合起来,分别开发一款高存储密度1U JBOF与一套4U x 16刀片Barreleye系统。
华为存储硬件未来规划:计划推出NVMe over Fabrics产品

在本届于上海召开的2017年华为全联接大会上,我们看到其展出的工程开发成果在技术复杂度方面已经不弱于HPE Labs的Machine项目,但在实践可行性方面却则要远远超过惠普方面画出的这张饼。

NVMeoF JBOF

所谓JBOF,是指单纯将大量闪存驱动器堆叠起来,旨在尽可能利用较小物理空间塞进更多闪存存储资源。而华为公司的JBOF则在1U机架内拥有三排SSD,每一排以向上倾斜方式接入10块2.5英寸SSD,从而为其中的两排辅助驱动器腾出空间。

华为存储硬件未来规划:计划推出NVMe over Fabrics产品

华为NVMeoF JBOF

演示设备的总体存储容量为960 TB; 其中每块SSD的存储容量为32 TB。

华为存储硬件未来规划:计划推出NVMe over Fabrics产品

JBOF采用的32 TB SSD

根据我们掌握的情况,这些SSD由华为自主制造,采用3D NAND芯片并添加一款同样由华为开发的SSD控制器ASIC。

希捷公司在今年早些时候的全球闪存存储器峰会上展示了其64 TB SSD设计方案,并采用附加卡形式。三星公司则在讨论一款采用四层单元(简称QLC)闪存芯片与SAS接口的128 TB闪存驱动器。

这套JBOF经由运行有100 GbitE线缆的NVMeoF与访问服务器相对接。其中的NVMeoF功能由硬件负责承担,意味着与直连NVMe SSD相比,这套方案的延迟水平仅增加3微秒。

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华为及其NVMeoF硬件分担模式

华为存储硬件未来规划:计划推出NVMe over Fabrics产品

华为NVMeoF接口卡

据称,100 GbitE NVMeoF能够将IOPS提升达10倍。

这意味着我们能够将容量高达1 PB的NVMe访问型闪存资源部署在1U空间之内,并将40套这样的系统接入一套架构,其总容量将高达38.4 PB——且基本仍然保持JBOF形式。

一块32 TB容量2.5英寸SSD配合一套可容纳30块SSD的JBOF,再加上NVMe接口——这非常符合内部全闪存设备的实际需求。我们不禁将其与美光公司的SolidScale JBOF相比较,后者采用3.2 TB 9100 SSD,未来可能会进一步升级为11 TB 9200 SSD。

华为公司目前正在开发一款容量可达美光9200三倍的SSD产品。大家可以将这套JBOF想象为在SolidScale类型的设备中塞满华为32 TB SSD,同时在访问服务器中运行Excelero软件。

华为公司的JBOF需要在访问服务器当中部署对应方案以实现使用,而Excelero软件似乎正是理想的选择。

Barreleye

此次浮出水面的另一条“大鱼”名为Barreleye。其意义为“桶眼鱼”,为一种生活在深海中的壮硕鱼类。华为公司以此为其未来存储系统命名,无疑是希望相关产品能够同样具备深入且强大的能力。

Barreleye对于未来的存储阵列设计有着不同的理解。其中采用4U机柜,每机柜容纳16块垂直挂载的刀片单板; 而单一机柜即为一个拥有向上扩展能力的节点。

华为存储硬件未来规划:计划推出NVMe over Fabrics产品

Barreleye系统

上图所示为一套Barreleye系统,机柜上方为一块刀片单板,而机柜左侧已经插入九块刀片。每块刀片皆配备一块48核心CPU外加以太网连接端口。刀片后部拥有固定桩,而各刀片之间亦设有以太网对接口。

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Barreleye刀片

通过上图可以看到,这块刀片的左侧为存储介质,CPU居中而DRAM则安置在右侧。

下面近距离观看刀片上的存储介质:

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Barreleye刀片闪存介质

我们可以看到8块M.2形式闪存驱动器。利用3D NAND芯片,其存储容量目前为1 TB。八块这样的芯片能够为单一刀片提供8 TB原始闪存容量。而十六刀片则能够在单一Barreleye机柜内提供128 TB原始容量。

根据个人推测,到明年我们应该会迎来4 TB卡,这意味着单一刀片的原始容量将达到512 TB; 而如果英特尔公司放出的传闻属实,即7 TB卡成为可能,那么单一刀片的容量将进一步提升至1 PB。

华为公司表示,一套Barreleye系统能够向外扩展至16节点,这意味着总计包含256块刀片,12288个CPU计算核心、3200万IOPS以及200微秒延迟。

其计算与存储单元还将具备按需扩展能力。

Barreleye是华为公司的下一代存储硬件项目,属于一款DSSD级产品。OceanStore Dorado全闪存阵列系列将由目前的v3版本升级至v4,我们认为具体时间点应该在2018年; 而在Barreleye方面,如果一切顺利,我们认为其应该能够在2019年面世。

其利用华为自身的SSD专业知识并配合SSD驱动器级ASIC以及FTL等功能(将堆栈负载交由阵列控制器CPU处理)。此外,其中还部署有一块ARM CPU以进一步提升SSD响应速度。

评论意见

NVMeoF JBOF与Barreleye展示了华为公司在硬件与系统领域的技术优势。大家可以将华为视为一家集爱立信、思科与HPE为一身的企业——或者是减掉PC业务但增加移动手机(全球第三大手机厂商)、电信与企业网络、公有云业务部门,再减去企业数据管理软件的戴尔-EMC。

那么,还有什么能够阻止华为公司的迅速扩张?在美国,网络安全、立挺国产品牌的情绪与思想可能会对华为产生巨大的负面影响。但在美国之外,华为已经成为一位强大的竞争对手,并将在未来变得愈发强大。其将成为全球IT环境当中的重要组成部分,并在全球两千强企业当中拥有可观的业务占比——面对这一切,来自美国的IT供应商恐怕真的需要想想对策了。




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