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关于NVMe,传统存储阵列厂商不希望你知道的五个秘密

  • 2017年7月20
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关于NVMe,传统存储阵列厂商不希望你知道的五个秘密
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本文作者为:Nutanix的技术营销工程高级经理Paul Updike、Nutanix的技术营销工程师Andy Daniel和Nutanix的产品营销高级经理Marc Trouard-Riolle。

非易失性内存快车(Non-Volatile Memory Express, NVMe)打破了传统存储阵列使用大容量存储设备的方式,需要大量的产品投资才能实现。为什么?因为NVMe不是传统的存储架构。事实上,闪存(SSD)的第一次迭代也没有改变,但为了更快地将产品推向市场并促进更广泛的应用,驱动器的接口和协议没有改变。最初的ssd设计用于在传统存储架构中启用闪存。

为了满足这个要求,ssd模拟传统的旋转硬盘驱动器。进出的数据通过硬盘接口流动,硬盘接口假装另一边有一个旋转的磁盘,因此受到它们的限制。考虑到这一点,以下是传统存储阵列供应商不希望您了解的关于NVMe的内容

NVMe最初是作为服务器技术发布的

与大多数新技术一样,第一个驱动器是在通用桌面和服务器系统中发现的。今天,您可以从所有主要供应商那里购买服务器内部的NVMe技术。你甚至可以从百思买买单。玩家将其放置在台式机上,如果你在去年购买了笔记本电脑,那么很可能NVMe也在其中。不幸的是,设计用于服务器内部的NVMe和其他大众市场技术需要很长时间才能用于存储阵列。(Nutanix超融合基础设施是基于服务器的技术)

高可用性需要一种新的体系结构

传统的阵列设计是建立在SAS和SATA接口上。SAS是本地双端口的,允许同时连接多个控制器,阵列供应商使用专门的转置器来允许SATA进行同样的连接。NVMe架构不使用SAS或SATA组件,需要一个全新的设计。首款NVMe 1.1规格的U.2双端口NVMe驱动器于2016年初发布,但目前还没有主要存储厂商提供这种双端口功能。注意,双端口U.2还必须将可用的PCIe通道减半(每个控制器2个),这可能会限制吞吐量。(Nutanix超融合基础设施不需要双附加驱动器以实现高可用性)

NVMe比较难热插拔

NVMe直接运行在PCIe上,需要全平台支持PCIe热插拔。有一些NVMe驱动器以热插拔的形式出售,但这仅限于特定的物理平台、CPU、操作系统和驱动程序。当前的驱动程序是为服务器平台和操作系统编写的。同样,供应商专门化需要支持。(Nutanix可以迁移工作,并支持节点级别的修复,不中断)

RDMA需要充分利用远程NVMe设备

除了奇异的PCIe交换设计外,通过传统结构(以太网和光纤通道)进行远程NVMe访问需要远程直接内存访问(RDMA)和新的协议,如NVMe over Fabric (NVMeF)。简单地使用TCP/IP堆栈,在不使用RDMA绕过堆栈的情况下,无法显著降低NVMe的延迟。与所有行业标准一样,NVMeF的开发速度很慢,目前还没有来自任何主要存储供应商的产品。(Nutanix不需要NVMeF来利用RDMA)

阵列上的NVMe鼓励更多的风险聚集

由于他们依靠数据中心中数据的增长和整合而蓬勃发展,这实际上是许多存储阵列供应商所鼓励的。许多厂商的目标是不断更换老一代硬件。为了使用更快、更大容量的存储来实现这一点,您必须将数据堆到同一个系统中,同时增加“鸡蛋放在一个篮子里”的风险。(Nutanix企业云以节点为单位增长,风险分散而非集中)

如何利用NVME。
Nutanix正在为NX-9030系列平台添加一个新的全flash节点,该平台利用了SATA ssd和NVMe的组合。回顾一下我们是如何做到的:
  • 我们的集群节点是标准化的服务器架构。
  • 如果NVMe设备出现故障,我们可以很容易地在节点级别处理故障和更换。
  • 我们定制了我们的软件,通过精心使用NVMe来提高性能。
  • 我们利用现有的RDMA技术进行快速创新,不再进一步依赖于新的行业规范。
  • 我们的企业云传播风险,而不是聚集风险。最终,Nutanix开发出了创新软件。
我们基于超融合基础设施原则的快速失败的网页规模设计,使创新硬件供应商能够快速采用新的硬件技术。借助服务器创新的浪潮,我们首先可以帮助我们的客户提供积极的业务成果。

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