基于CSAL的參考存儲(chǔ)平臺(tái)

存儲(chǔ)解決方案所使用的開源構(gòu)建塊是一個(gè)復(fù)雜的部件組合，很難組裝和使用。這種復(fù)雜性往往會(huì)阻礙這些解決方案的快速開發(fā)、評估和部署。為了解決這一問題，Solidigm與Intel、StarWind、存儲(chǔ)性能開發(fā)工具包 (SPDK）社區(qū)，以及其他行業(yè)合作伙伴合作開發(fā)了一個(gè)參考存儲(chǔ)平臺(tái)。該平臺(tái)將有助于促進(jìn)全行業(yè)的協(xié)作，并能夠輕松評估和采用目前正在開發(fā)的數(shù)據(jù)放置技術(shù)，例如分區(qū)命名空間（ZNS，Zoned Namespaces）和靈活數(shù)據(jù)放置（FDP，F(xiàn)lexible Data Placement）。

該參考平臺(tái)使用商用服務(wù)器，這些服務(wù)器搭配由SPDK和云存儲(chǔ)加速層（CSAL，Cloud Storage Acceleration Layer）組成的開源軟件棧，作為基于主機(jī)的閃存轉(zhuǎn)換層（FTL）。本解決方案簡介討論了Solidigm如何使用此參考平臺(tái)來展示新發(fā)布的Solidigm? D5-P5336 61.44TB四層單元（QLC）SSD的高密度存儲(chǔ)所帶來的前所未有的總擁有成本（TCO）優(yōu)勢。

參考存儲(chǔ)平臺(tái)的優(yōu)勢

該參考存儲(chǔ)平臺(tái)是一個(gè)開放、可擴(kuò)展的高性能平臺(tái)，支持硬件和軟件供應(yīng)商快速創(chuàng)新（使用高密度 QLC、基礎(chǔ)設(shè)施處理器（IPU）和數(shù)據(jù)放置技術(shù)等）。此外，該平臺(tái)還能讓系統(tǒng)集成商和最終客戶在完全實(shí)施的解決方案界面中無縫評估和采用這些創(chuàng)新技術(shù)。平臺(tái)供應(yīng)商和獨(dú)立軟件供應(yīng)商（ISV）可以通過增值創(chuàng)新來擴(kuò)展開源平臺(tái)的功能，以創(chuàng)建自己的專有設(shè)備和解決方案。

CSAL 可以實(shí)現(xiàn)什么？

基于CSAL主機(jī)的FTL將Solidigm高密度QLC SSD的使用擴(kuò)展到混合工作負(fù)載。CSAL通過以下四個(gè)核心功能來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：

1. 寫入整形可減少 SSD/DRAM內(nèi)存占用。Solidigm超密集SSD有助于降低DRAM成本，同時(shí)保持TLC讀取性能。CSAL為新出現(xiàn)的數(shù)據(jù)放置接口設(shè)計(jì)了與間接單元（IU）大小相匹配的寫入方式，為混合工作負(fù)載帶來了TCO優(yōu)勢。

2. 通過池化來提高容量和性能利用率。CSAL支持在多個(gè)云應(yīng)用程序/租戶之間共享大型SSD，從而提高容量和性能利用率。

3. RAID可增強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)和可靠性。CSAL正在開發(fā)一種完全條帶化RAID5實(shí)施方案，在提高數(shù)據(jù)保護(hù)和可靠性方面，其效率比傳統(tǒng)RAID5高2倍。

4. 減少多租戶環(huán)境中的寫入放大。在多租戶云環(huán)境中，混合數(shù)據(jù)放置會(huì)導(dǎo)致過度寫入放大。CSAL正在開發(fā)的是數(shù)據(jù)放置技術(shù)的集成。通過優(yōu)化數(shù)據(jù)放置、聚合寫入和調(diào)度輸入/輸出（I/O）操作，CSAL有助于實(shí)現(xiàn)真正的多租戶隔離，并有助于提高QLC性能和耐用性。

CSAL的性能與TCO優(yōu)勢

在使用Solidigm QLC SSD的測試平臺(tái)中，密度的提高帶來了顯著的TCO優(yōu)勢。例如，在大數(shù)據(jù)本地磁盤實(shí)例第3代節(jié)點(diǎn)中，用Solidigm D5-P5316 QLC SSD取代基于硬盤的大數(shù)據(jù)本地磁盤實(shí)例第2代（D2C）本地磁盤存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，前者的性能和密度是后者的兩倍。D5-P5336 61.44 TB QLC SSD延續(xù)了這一趨勢，其密度是D5-P5316的4倍，通過更低的資本支出、更小的數(shù)據(jù)中心內(nèi)存占用，以及隨后對維護(hù)人員及相關(guān)設(shè)備、布線和電源的需求減少，TCO降低了1/2。

為了客觀地評估使用此參考平臺(tái)的新型最高密度QLC SSD，Solidigm將一個(gè)具有10個(gè)Solidigm TLC SSD（不含CSAL）的系統(tǒng)與一個(gè)使用CSAL的3 SLC SSD+7 QLC SSD配置進(jìn)行了比較。后一配置使用三個(gè)800GB Solidigm第一代SLC SSD和七個(gè)61.44TB D5-P5336 SSD作為容量層）。Solidigm使用4KB 70/30讀/寫工作負(fù)載，使100Gbps網(wǎng)絡(luò)的利用率達(dá)到80%。CSAL利用SLC SSD作為緩存/寫入緩沖器，從而能夠?qū)懭牍ぷ髫?fù)載有效調(diào)整為順序?qū)懭搿?/p>

CSAL架構(gòu)

這兩種配置都能實(shí)現(xiàn)所需的網(wǎng)絡(luò)飽和度。雖然TLC SSD可以提供更高的原始性能，但網(wǎng)絡(luò)瓶頸會(huì)導(dǎo)致剩余帶寬無法利用，這從本質(zhì)上造成兩種配置提供相同的性能（見表1）。

表1.CSAL測試結(jié)果比較

Solidigm開發(fā)了一個(gè)內(nèi)部模型來量化D5-P5336 QLC SSD密度的TCO優(yōu)勢。表2中的高級比較表明，相比TLC配置，D5-P5336 QLC SSD可以提供相同的性能，而TCO卻降低了35%。

表2.CSAL TCO比較

結(jié)語

CSAL軟件是開源的，解決方案架構(gòu)不局限于任何特定的硬件架構(gòu)，可以部署在包括 Intel、AMD、ARM、IPU/DPU、GPU 等在內(nèi)的各種服務(wù)器架構(gòu)上。Solidigm邀請平臺(tái)供應(yīng)商和最終用戶在其設(shè)備和解決方案實(shí)施中使用參考存儲(chǔ)平臺(tái)。整個(gè)存儲(chǔ)行業(yè)的創(chuàng)新者都可以使用該參考平臺(tái)并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建，從而確保提供一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)來展示、評估并加速采用新的存儲(chǔ)解決方案。

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