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1、Postgres Conference China 2016 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会固态硬盘的前世今生钟勇售前技术顾问 上海宝存信息科技有限公司2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会本人简介（#_#）80后企业IT基础架构从业人员，从售后工程师进阶到售前顾问 5年惠普企业产品售后（原厂工业标准服务器、存储、方案实施） 3年惠普企业产品售前（惠普刀片系统、3PAR存储中国总代理） 2年戴尔企业产品售前（服务器、存储及解决方案铂金伙伴） 以上10年时
2、间都在同一家公司，担任不同的角色，逐渐成长-命运的分割线-2015年加入宝存科技，司职华东区售前技术顾问，Base上海 致力于帮助用户更好的利用闪存技术，在数据库、虚拟化、分 布式存储等场景下最大化IT基础架构的价值。2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会硬盘-数据存储之地 1956年，IBM发明硬盘。 1973年，IBM推出了Winchester密封结构硬盘。 1996年，希捷推出首款10K转速的硬盘，3.5英寸。 1998年，日立推出首款12K转速的硬盘，2.5英寸。 2000年，希捷推出15K转速的SC
3、SI硬盘，3.5英 寸。 2007年，希捷推出其15K转速的SAS硬盘，2.5英 寸。 直到今年，主流服务器本地存储仍然是10K和15K 的SAS硬盘。2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会为什么需要固态硬盘2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会50X Higher Cost75X Higher CostTransaction PerformanceCapacity CostFLASH SSDHIGH CAPACITY HD
4、DPCIe FLASH5000X5000XBetter Performance300X300XBetter Performance15K RPM HDD性价比到底差多少2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会固态硬盘的类型PS：目前仍然有部分特殊行业（军事、工业控制）使用其他非主流SSD物理接口外观形态传输协议 SATA2.5/3.5英寸盘/M.2AHCI协议 SAS2.5/3.5英寸盘SCSI协议 PCIePCIe卡/2.5英寸盘私有协议/NVMe物理接口外观形态传输协议 SATA2.5/3.5英寸盘/M.2
5、AHCI协议 SAS2.5/3.5英寸盘SCSI协议 PCIePCIe卡/2.5英寸盘私有协议/NVMe2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会SATA HDD和SSD比较-随机读写HDDSSDFor SSD读写速度Up to 150/150 MB/sUp to 550/500 MB/sUp to 3.X 倍4KB 随机读写延迟1.5ms/1.7ms0.02ms/0.02msUp to 85 倍4KB随机读写IOPS80/20080K/70KUp to 1000 倍耗电(使用中)15W3W1/5 倍(UBER)
6、不可修复的错误比特率 1 in 1014 1 in 1017Up to 1000 倍$/GB $0.1/GB$0.30.4/GB成本已经接近!2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会15K SAS HDD和PCIe SSD 比较-随机读写15K SAS HDD3.2TB DirectIO4KB随机读/写延迟10002500微秒100微秒稳态4KB IOPS 读400/写400读590,000/写480,000每个IOPS成本6RMB0.2RMB可写入数据量/天 (4K IOPS)140GB560GB (4K I
7、OPS 16K IOPS)16TB 5DWPD3年总写入数据量1.5PB6PB （速度限制）17.5PB （寿命限制）故障模式随机，不可预测可预测PCIe SSD拥有超高拥有超高IOPS和带宽且功耗极低，有效降低和带宽且功耗极低，有效降低IT系统整体拥有成本和复杂度系统整体拥有成本和复杂度2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会半高半长PCIe SSD半高半长PCIe SSD全高半长PCIe SSD全高半长PCIe SSD2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference
8、China 2016 中国用户大会2.5英寸SATA SSD2.5英寸SATA SSD2.5英寸PCIe SSD2.5英寸PCIe SSD2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会固态硬盘接口趋势： U.2（SFF-8639） U.2一种用于2.5英寸固态硬盘的企业级背板接口，涵盖 了PCIe、SATA和SAS U.2拥有6个通道 4个通道 (如下红色标示) 专供PCIe使用，以直连CPU 2个通道 (如下蓝色标示) 专供SAS和SATA来连接 HBA/RAID控制器或者芯片组2016Po s t g r e s
9、 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会U.2硬盘物理链路示例2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会固态硬盘的核心-主控芯片 固态硬盘的大脑 国际大厂长期垄断 国内厂商已经迎头赶上 大致分为ASIC和FPGA两种形态 主控和固件是固态硬盘的基石 不同类型的固态硬盘，主控芯片承担的工作内 容并不完全相同 国内拥有SSD主控完全自主研发能力的仅有宝 存、华为等少数几家厂商2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference Chi
10、na 2016 中国用户大会固态硬盘的细胞-闪存颗粒（NAND） 在固态硬盘中扮演着关键重要角色，是数 据存储的最终场所 半导体制程工艺越来越先进，在同一物理 Cell单元中存储更多的bitFlash Cell结构2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会NAND闪存颗粒的五大特性存在坏块，出厂时会有，使用过程中会动态产生存在坏块，出厂时会有，使用过程中会动态产生FTL (Flash Translation Layer) 屏蔽Flash特性，模拟成计 算机通用存储设备FTL (Flash Translation
11、Layer) 屏蔽Flash特性，模拟成计 算机通用存储设备读写必须以page为单位读写必须以page为单位不可覆盖写，必须擦出后才可写，擦除以block为单位不可覆盖写，必须擦出后才可写，擦除以block为单位擦除次数有限制，主流MLC颗粒大约3000至10000次擦除次数有限制，主流MLC颗粒大约3000至10000次写入数据存在cell上存在bit翻转现象，即数据出错写入数据存在cell上存在bit翻转现象，即数据出错ECC/RAIDECC/RAIDFTL算法是SSD的核心价值之一2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 201
12、6 中国用户大会FTL (Flash Translation Layer)的几 个概念 垃圾回收，Garbage Collection (GC) 磨损均衡，Wear Leveling (WC) 写放大系数， Write Amplification (WA) Over-Provision (OP)2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会Device-Based与Host-Based SSD特点：特点：利用主机CPU、内存资源 优点：优点： 延迟低，容量大，效率高，灵活性好 缺点：缺点：需要消耗少量主机资源 代表：
13、代表： 宝存、Fusion-IO的PCIe SSD特点：特点：基于嵌入式系统，设备自带cpu、内存等 优点：优点：消耗主机资源较少 缺点：缺点：容量小，效率低，功耗高，灵活性差 代表：代表：所有SATA、SAS接口SSD，所有遵循NVMe标准的PCIe SSD FTL软件算法在主机上实现（主要用于PCIe SSD）FTL软件算法在主机上实现（主要用于PCIe SSD） FTL软件算法在设备上实现（主要用于SATA、SAS SSD）FTL软件算法在设备上实现（主要用于SATA、SAS SSD）2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2
14、016 中国用户大会固态硬盘也可以软件定义 宝存采用软件定义闪存架构 提供完全可深度定制化接口 Atomic write Redo-log 优化 PCIe RAID etc2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会数据库+固态硬盘2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会关于宝存科技- 宝存科技成立于2011年9月，在北京、深圳、广州、厦门、重庆设有销售、技术支持中心，总部及研发中心位于上海；- 自主研发并拥有全部知识产权全部知识产
15、权的Direct-IO PCIe Flash系列产品，全球第一块全球第一块单卡6.4TB PCIe Flash产品；- 中国第一块- 中国第一块U.2接口Flash存储盘，全球领先的2.5英寸PCIe接口2.5英寸PCIe接口技术；- 全球第一个基于全局FTL全局FTL的通用PCIe RAIDPCIe RAID系统；- 已提交和正在申请的PCT专利数量近20件；专利数量近20件；- - 互联网、金融、政企、教育行业客户超200家；客户超200家；- 2015年7月- 2015年7月加入Silicon Motion (NasdaqGS: SIMO)大家庭；- 2015年全年营业额达1亿人民币；- 2015年全年营业额达1亿人民币；- 2016年第一季度订单金额超过1.5亿人民币。2016Po s t g r e s 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会Postgres Conference China 2016 中国用户大会Thanks!Q & A2016Po s t g r e s 中国用户大会
