阿里发布第三代闪存盘,OpenChannel和NVMe双模融合

简介:

距离2017年8月发布第一版双模SSD设计规范以来,仅仅过了半年时间,最近,阿里巴巴正式双模SSD(Dual-Mode SSD)存储架构,同时发布全球首个双模SSD产品——AliFlash V3,采用自研的存储控制器芯片AliFSC,同时支持OpenChannel和NVMe模式,此为AliFlash的双模。

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之前笔者只听说过Dual-port SSD,这是NVMe全闪存阵列的重要基础,Dual-Mode的话笔者只听说过SATA3和USB双模的叫法,阿里巴巴的Dual-Mode SSD是OpenChannel和NVMe。

一直以来,OpenChannel和NVMe是PCIe闪存加速卡和SSD盘中最主流的两大阵营。

PCIe的NVMe SSD相比常见于的SATA AHCI的SSD在性能、功耗、延迟方面有明显优势,这是NVMe得以快速发展的基础。NVMe是一种开放式非易失性存储标准,允许SSD用自身闪存的读/写速度运行,用多通道的PCIe口访问闪存,比原来的SATA和SAS快的不止一点半点。

OpenChannel与NVMe在实现上最大的区别是前者是Host-based的设备,后者是Device-based,Host-based的OpenChannel把关键的FTL处理工作都交给了主机CPU来执行,后者NVMe的FTL工作由SSD自身的控制器来完成。

Host-based的好处是能充分利用CPU,在普遍认为CPU资源过剩的前提下,这一观点站得住脚,而且,如果利用CPU的话,能更好地与应用绑定,方便做一些针对性的调优,所以,更有软件定义的意思。而且,因为用的是主机的CPU,自身的计算能力就降低了,所以,有成本价格优势。

Device-Based的好处是不依赖主机,适用性更好,能减少了用户对主机CPU计算和内存资源的消耗,更大的优势在于,当系统突然断电的时候,Device-based的设备能用电容中存的电量把数据整理起来不至于直接丢了,数据更安全一些。

要Device-Based还是要Host-based之争似乎一直没有定论,不过也有专家表示两者走向融合也是趋势,阿里的双模也算是一次尝试。

回过头来看AliFlash V3。

AliFlash V3适配主流3D TLC/QLC NAND flash,实现了从NAND颗粒、控制器芯片、固件、驱动、用户态I/O栈的全链路打通。

AliFlash V3不仅提供通用的块设备支持,还针对业务需求定制优化和开发增强功能,更与业务团队联合开发了软硬件一体化方案,发挥出双模SSD架构的巨大潜力与效益。

应用方面,AliFlash V3与存储引擎Fusion Engine结合使用,Fusion Engine是阿里自研的全球首个商业化用户态存储引擎Fusion Engine,实现软硬件一体优化,帮助客户取得极致I/O性能和优化TCO。阿里巴巴官方宣称:预计降低成本50%,性能提升5倍,即性价比提升10倍。

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许多人其实并不知道阿里有自研硬件,不知道阿里有定制化的AliCPU,不知道阿里有自研服务器AliServer,更不知道阿里还有AliFlash,当然更不知道AliFlash其实都进化到第三代了。

早在2016年,阿里巴巴的SSD AliFlash V1就上线在用了,从一开始就是自研的,SSD控制器是自研的,自主可控,有全部的源代码。

AliFlash V2开始只支持NVMe 1.2标准,确实NVMe标准在英特尔的宣传攻势下呼声更高一些,OpenChannel的先驱代表Fusion-io倒下(被收购)之后更是如此,不过近来看OpenChannel仍有市场需求,双模SSD的推出也在验证这一看法。

到AliFlash V3的时候,还采用了第一个自研存储控制器芯片AliFSC,自主可控更进一步。

AliFlash V3是阿里巴巴双模SSD架构的首个商用产品。商用意味着以后不在只是自己用了,可以卖给别人用了,意味着在技术白盒化、供应链管理、质量管理等方面都已经越来越成熟了,AliFlash V3产品已成功生产,并上线应用了。

BAT这样的互联网公司是PCIe加速卡厂商的大用户,然而,阿里自己推出这样的闪存加速卡确实有点出乎意外,但考虑到其应用规模,长远来看有其战略意义,既然服务器都能自己做,何况一个SSD呢。


原文发布时间为:2018-03-21

本文作者:朱朋博

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