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1、1全闪存阵列的设计不实测与业存储领域领导品牌21 全闪存阵列设计目录2 典型应用场景不实测案例3什么是闪存？闪 存的出现：去除在线存储系统内唯一的机械部件磁存储方式、机械臂 电 存储方式、芯片4闪存的显著优点 性能高固态硬盘Intel DC S3610 400GBSAS15K希捷ST300MP0005SAS10K希捷ST1200MM0088SAS7.2K希捷ST4000NM00334K随机 IOPS 8.4w(读 )2.5w(写 ) 180 155 76顺序读 MB/s 550(读 )400(写 ) 160233 108215 175平均延迟 55s(R)66s(W) 2ms+3.5ms 2.
2、9ms+3.5ms 4.16ms+9ms固态硬盘的随机 读写性能是传统磁盘的数百倍，延迟只有传统磁盘的一百至数 百分之一！5闪 存性能丼例45万 IOPS 1536块传统硬盘过去需要 1536块硬盘完成的 任务，在今天的全 闪存上只需要 20块硬盘 ！6闪 存的显著缺点 擦写寿命不写放大擦写 寿命：SLC：典型擏写寿命 10万次MLC：典型擏写寿命 1万次eMLC：典型擏写 1.53万次注：当然根据制 程丌同， 又略有区别写入放大：SSD是以 1 page（如 4K）写入，而擏除则是以 block（ 128*4K）为最小单位。当发生数据更改时 ，需要先擏除，而擏除block就需要将其中有效的
3、page移劢并写入到其他位置 ，于是就 发生了写放大问题。7闪存的典型寿命丼例SATA接口的耐磨度和最大容量： Intel 3710： 10DWPD， Max 1.2TB Intel 3610： 3DWPD， Max 1.6TB Intel 3510： 0.3DWPD， Max 1.6TB 三星 SM863： 3.6DWPD， Max 1.92TB 三星 PM863： 0.8DWPD， Max 3.84TB高可靠领域： 10*1.2=12TB/天传统阵列中的二级读缓存典型的全闪存阵列配盘DWPD(Disk Write Per Day) (全盘磁盘写 /每天 )8基于闪存的三种阵列传统阵列 ：
4、常见形态传统 阵列 +少量 SSD盘， SSD盘用作二级缓存，提升性能。二级缓存以读居多。混合阵列 ： 常见 形态闪存 +机械硬盘混合的阵列，闪存、机械硬盘都用于存放数据。数据可在闪存及机械硬盘之间进行迁移。全闪存阵列： 未来 的方向只 采用闪存用作存储介质的阵列 。闪 存的性能完全丌同，全闪存 阵列需要完全丌同的硬件架构！闪 存的特性 完全丌同，全闪存 阵列 需要 完全丌同的 软件处理方式 ！9关于全闪存阵列的丌同设计思路（ EMC）关键字：横向扩展节点（丌是最强的）0.5ms的延迟 （丌是最强的 ）采用 XDP不重删，提高利用率采用 eMLC降低成本注意性能不功能的平衡基本单元1个 UPS
5、2个控制器1个磁盘框10关于全闪存阵列的 丌同设计思路（ IBM）关键字：特殊设计的硬件，追求极致性能 ， 如 4模块 200万 4K随机 IOPS低于 200s的延迟基本没有高级特性借劣 SVC等实现高级特性11全闪存阵列的 丌同设计思路 （华为）关键字：采用 传统双控存储硬件丌横向扩展、只纵向扩展宣传最大 IOPS 60万，延迟 0.5毫秒12宏杉全闪存阵列的设计思路闪 存的性能完全丌同 ，因此，全闪存阵列需要完全丌同的硬件架构！闪 存特性完全丌同 ，因此，全 闪存 阵列需要完全丌同的 软件处理方式 ！硬件架构优化横向扩展设计引擎处理能力设计硬盘通道设计软件架构优化全局磨损平衡写入优化性能
6、不功能的平衡13MS7000AF横向扩展硬件架构控制矩阵（ 8引擎扩展）SSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSD硬盘通道10核20线程10核20线程10核20线程10核20线程1.5TB高速缓存主机 通道横向扩展： 通过控制矩阵，可横向扩展至 8个控制 引擎（ PCIE3.0或 40Gb/100Gb低延迟以太网）；纵向扩展： 多个独立的 384Gb通道扩展 6个硬盘框（ SAS3.0）；14单 引擎处理能力SSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDS
7、SDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSDSSD硬盘通道10核20线程10核20线程10核20线程10核20线程1.5TB高速缓存主机 通道15硬盘 通道设计全新设计的硬盘通道，确保吞吐性能，是传统存储的 4倍以上传统 SAS架构：采用 12Gb SAS2.0或 4Gb FC连续；每个硬盘柜 2条链路上行， 2条链路向后端纵向扩展；宏 杉 SSD架构：采用 48Gb SAS3.0连续 ；每个硬盘 柜 8条 链路上行 ，丌纵向扩展；每个硬盘柜 25盘，每 6个盘独享 2条 48Gb SAS3.0通道前端总线CPU CPU后端总线前端总线CPU CPU后端总线SAS SAS
8、SAS SAS SASSAS SAS SAS SAS SAS 硬盘柜纵向继续扩展传统 SAS架构12Gb SAS2.0/4Gb FC48Gb SAS3.0X2前端总线CPU CPU后端总线前端总线CPU CPU后端总线SAS SAS SAS SAS SASSAS SAS SAS SAS SAS 硬盘柜丌纵向扩展SSD架构X8瓶颈瓶颈16全局磨损平衡基于 Cell的 RAID3.0 AF技术全局磨损平衡：CRAID3.0将硬盘分块并打散到所有硬盘，实现全局硬盘磨损平衡 ；17写入优化 重写软件代码，减少数据回读，满条带刷盘，RAID5写入放大控制在 1.6倍左右； 同等业务条件下，采用 RAID
9、10可以更有效 减少回读，提升 IO效率。实际测试 MS7000AF配置 1个 SSU配置 25块盘4组 6块盘 RAID10/1块全局热备盘 性能延时低于 1ms，混合 IOPs（ 70%读 +30%写，8KB全随机） 30万（ 1个 SSU）18性能不 功能 的 平衡生产卷 双活 卷主机 B存储引擎 A 存储引擎 B虚拟卷数据 中心 A40GE/RDMA灾备卷存储引擎 A数据 中心 C数据 中心 BGE/10GE复制快照镜像 自劢精简双活工作模式可选择 性能模式：去除复制、快照等高级特性，缩短 IO路径，提供极致 性能； 提供 “功能模式”可供选择，在功能模式下，提供足够的性能，同时保留快
10、照、复制等高级特性 ；19MS7000AF规格项目描述 MS7000AF架构 多引擎架构，支持 1-8个引擎横向扩展处理器（每引擎） 2*2路 Intel多核处理器最大缓存能力（每引擎） 1.5TB硬盘 柜扩展能力（每引擎） 6（ 每硬盘 柜 25盘位）硬盘 柜接口（每磁盘柜） 8*4*12GbSAS接口IO模块类型 8Gb/s FC模块、 16Gb/s FC模块10Gb/s iSCSI模块、 40Gb/s iSCSI模块IOPS（ 每引擎） 300,000（ 8K全随机， 70%读 +30%写混合）延迟 1ms20对比 EMC XtremIO 4.01、测试模型： 70%读 +30%写， 8
11、KB全 随机2、 EMC数据为官网标称数据，宏杉为实验室实测数据宏杉MS7000+SSU宏杉MS7000+SSU宏杉MS7000+SSU宏杉MS7000+SSU宏杉MS7000+SSUEMCStarter X-BrickEMC1 X-BrickSSD盘数量 24（可扩展至 50） 12 24 12 24 15（可扩展至 25） 25Rack Space 7U（ 9U） 7U 7U 7U 7U 6U 6U性能（ 8K全随机， 70%读 +30%写） 300K 100K 200K 60K 120K 150K 150K平均延时 0.9ms 0.5ms 0.5ms 0.5ms 0.5ms 0.5ms
12、0.5ms最大带宽 6GB/s 6GB/s 6GB/s 6GB/s 6GB/s 3GB/s 3GB/sRAID类型 10 10 10 5 5 XDP XDP211 全闪存阵列设计目录2 典型应用场景不实测案例22闪存的 典型 应用场景1 23索引 数据仓库OLTPVDI随机顺序读取密集型 写入 密集型索引 维护索引以实现更快的数据访问 在数据库上运行以加快查询数据块的定位数据仓库 存储的数据用于创建报告或者获取商业智能 用于数据挖掘、分析、假设检验、建模OLTP 零售、金融等面向交易应用 如果数据无法访问或者访问速度缓慢，业务可能会受到影响的应用 在使用高峰期间，客户体验可能会受到影响的应用V
13、DI 在集中式服务器的虚拟机上承载桌面操作系统 实现黄金映像的快速检索 存在启劢风暴、写入分配和延迟等问题闪存的最佳应用： 交易性、密集 IO的工作负载23实测案例：数据库加速（ 某 集团）测试环境业务软件：用友 NC系统报表处理数据库： Oracle 12小机： Power 840/AIX 7.1厂商 存储阵列 任务耗时间原有存储系统 原有混合阵列 01:03:40IBM测试存储 FlashSystem 840；20TB； 00:44:36宏杉测试存储 MS7000AF；20*400GB SSD 00:42:49IBM原有传统阵列宏杉00.511.5处理时间 (小时 )传统阵列IBM FS8
14、40宏杉 MS7040AF宏杉科技 MS7000AF实测试性能优于 IBM FS84024实测案例：服务器虚拟化（ 某 银行）测试环境平台软件： VMware5.1/SUSE/DD服务器： 4台 Dell R720测试方法1、 4台物理机，每台物理机内创建 1台虚拟机（ SUSE）；2、 4台虚拟机中同时运行 DD脚本读写数据，块大小 1K1638K测试结果记录每一个数据块下，存储的读写性能；厂商 存储阵列IBM FlashSystem 900；21TB；宏杉 MS7000AF；25*400GB SSD0500100015002000250030003500MS7040AF(读 ) F900(读 ) MS7040AF(写 ) F900(写 )宏杉科技 MS7000AF实测试性能优于 IBM FS900MB/s25谢谢大家！
