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阿裡釋出第三代閃存盤,OpenChannel和NVMe雙模融合

距離2017年8月釋出第一版雙模SSD設計規範以來,僅僅過了半年時間,最近,阿裡巴巴正式雙模SSD(Dual-Mode SSD)存儲架構,同時釋出全球首個雙模SSD産品——AliFlash V3,采用自研的存儲控制器晶片AliFSC,同時支援OpenChannel和NVMe模式,此為AliFlash的雙模。

阿裡釋出第三代閃存盤,OpenChannel和NVMe雙模融合

之前筆者隻聽說過Dual-port SSD,這是NVMe全閃存陣列的重要基礎,Dual-Mode的話筆者隻聽說過SATA3和USB雙模的叫法,阿裡巴巴的Dual-Mode SSD是OpenChannel和NVMe。

一直以來,OpenChannel和NVMe是PCIe閃存加速卡和SSD盤中最主流的兩大陣營。

PCIe的NVMe SSD相比常見于的SATA AHCI的SSD在性能、功耗、延遲方面有明顯優勢,這是NVMe得以快速發展的基礎。NVMe是一種開放式非易失性存儲标準,允許SSD用自身閃存的讀/寫速度運作,用多通道的PCIe口通路閃存,比原來的SATA和SAS快的不止一點半點。

OpenChannel與NVMe在實作上最大的差別是前者是Host-based的裝置,後者是Device-based,Host-based的OpenChannel把關鍵的FTL處理工作都交給了主機CPU來執行,後者NVMe的FTL工作由SSD自身的控制器來完成。

Host-based的好處是能充分利用CPU,在普遍認為CPU資源過剩的前提下,這一觀點站得住腳,而且,如果利用CPU的話,能更好地與應用綁定,友善做一些針對性的調優,是以,更有軟體定義的意思。而且,因為用的是主機的CPU,自身的計算能力就降低了,是以,有成本價格優勢。

Device-Based的好處是不依賴主機,适用性更好,能減少了使用者對主機CPU計算和記憶體資源的消耗,更大的優勢在于,當系統突然斷電的時候,Device-based的裝置能用電容中存的電量把資料整理起來不至于直接丢了,資料更安全一些。

要Device-Based還是要Host-based之争似乎一直沒有定論,不過也有專家表示兩者走向融合也是趨勢,阿裡的雙模也算是一次嘗試。

回過頭來看AliFlash V3。

AliFlash V3适配主流3D TLC/QLC NAND flash,實作了從NAND顆粒、控制器晶片、固件、驅動、使用者态I/O棧的全鍊路打通。

AliFlash V3不僅提供通用的塊裝置支援,還針對業務需求定制優化和開發增強功能,更與業務團隊聯合開發了軟硬體一體化方案,發揮出雙模SSD架構的巨大潛力與效益。

應用方面,AliFlash V3與存儲引擎Fusion Engine結合使用,Fusion Engine是阿裡自研的全球首個商業化使用者态存儲引擎Fusion Engine,實作軟硬體一體優化,幫助客戶取得極緻I/O性能和優化TCO。阿裡巴巴官方宣稱:預計降低成本50%,性能提升5倍,即成本效益提升10倍。

阿裡釋出第三代閃存盤,OpenChannel和NVMe雙模融合

許多人其實并不知道阿裡有自研硬體,不知道阿裡有定制化的AliCPU,不知道阿裡有自研伺服器AliServer,更不知道阿裡還有AliFlash,當然更不知道AliFlash其實都進化到第三代了。

早在2016年,阿裡巴巴的SSD AliFlash V1就上線在用了,從一開始就是自研的,SSD控制器是自研的,自主可控,有全部的源代碼。

AliFlash V2開始隻支援NVMe 1.2标準,确實NVMe标準在英特爾的宣傳攻勢下呼聲更高一些,OpenChannel的先驅代表Fusion-io倒下(被收購)之後更是如此,不過近來看OpenChannel仍有市場需求,雙模SSD的推出也在驗證這一看法。

到AliFlash V3的時候,還采用了第一個自研存儲控制器晶片AliFSC,自主可控更進一步。

AliFlash V3是阿裡巴巴雙模SSD架構的首個商用産品。商用意味着以後不在隻是自己用了,可以賣給别人用了,意味着在技術白盒化、供應鍊管理、品質管理等方面都已經越來越成熟了,AliFlash V3産品已成功生産,并上線應用了。

BAT這樣的網際網路公司是PCIe加速卡廠商的大使用者,然而,阿裡自己推出這樣的閃存加速卡确實有點出乎意外,但考慮到其應用規模,長遠來看有其戰略意義,既然伺服器都能自己做,何況一個SSD呢。

原文釋出時間為:2018-03-21

本文作者:朱朋博