华为:为这个时代构建新一代全闪存系统

华为已经向存储级内存方向迈进了一大步,而且华为相信由技术推动的基础架构发展不仅是可能的,而且也是不可避免的。
华为表示,相信三种存储元件的速度正在共同创造一个有效的、存储级别的内存驱动存储架构。第一个闪存阵列时代,即flash 1.0时代,是慢的磁盘驱动器介质速度和快的sas介质、光纤通道存储网络协议之间的不平衡造成的结果。
我们现在正进入flash 2.0时代,闪存介质速度与光纤介质上的nvme、nvme以及存储网络协议速度方面存在着不平衡。
这将导致scm(存储级内存/storage class memory)1.0时代的到来,在scm介质、nvme和nvmeof的速度之间取得平衡。华为致力于为这个时代构建新一代全闪存系统。
该存储系统还配备了qlc(4 bits/cell闪存)以及新的、由访问延迟定义的存储等级体系:
这个等级体系从cpu到ram,然后是scm、3d tlc (3 bits/cell) nand来取代15/10k 磁盘驱动器,3d qlc闪存取代7.2k磁盘, 然后再到磁带。
ram和scm位于内存层,scm是第一级主存储。tlc闪存是主要的永久性存储层,qlc满足一些主存储需求,但主要用于备份和二级存储。
scm介质可能来自intel/micron的3d xpoint、三星的z-nand和everspin的spin-torque mram,并可能于2018年出现在系统中,用于元数据和读取缓存,并在2019年用于写入缓存和主存储。
qlc闪存将在2019年出现在主存储中,2020年出现在备份中。scm和qlc使用进展是以产量增加和价格下降为前提条件的。
华为存储芯片及硬件
华为正在开发的芯片级硬件会用于ssd控制、存储处理和多协议组网。目的是通过硬件加速协同来改善和优化存储系统性能。
华为的存储芯片开发布局 通常的硬件加速将加速raid、erasure coding、重复数据删除和数据完整性字段(dif)的工作负载。华为的多协议组网芯片将通过100gbite链路支持fabric、roce、光纤通道、fcoe和tcp卸载(toe)的nvme。
ssd控制器将覆盖sas和nvme,支持tlc和qlc闪存,并提供5个9级别的服务质量等级。
fusion server、cloudengine ce8800、oceanstor dorado全闪存阵列及nvme ssds等华为产品都将使用这些芯片。
华为软件存储架构
华为已经创建了自己的dfv(数据功能虚拟化/data function virtualisation)存储软件架构。该dfv架构将成为下一代存储的基础架构,并将部署在公共云和私有云中。dfv架构将于2018年部署在华为公有云中,开始提供对象服务,而后其他服务将跟进。
该dfv架构的特点:
数据功能虚拟化(data function virtualization) 块、对象、文件
数据库
大数据
弹性 单个资源池中具备数千个节点
线性扩展(容量/性能)
eb级别的容量,一台设备中具有100亿个对象
跨区域复制,跨越az ec
软件定义存储(software defined storage) 第三方硬件支持
第三方虚拟机/容器支持
统一的混合云架构 可以部署在公共云和私有云中
使用本机复制协议从/向公有云传输数据
统一的用户体验
它所运行的硬件层包括带有scm介质的nvme over fabrics-0accessed jbofs,华为barreleye存储系统、arm支持的系统和cots(商用现成品或技术)系统。
小结 在存储厂商如何使用来自各大厂商的scm、nvme驱动器和光纤以及 qlc的蓝图中,华为看起来很不错,其使用专有的内部芯片提供ssd控制、存储处理和存储组网协议的做法是非常独特的。
在存储业界,pure storage具有类似的存储系统硬件专业水平,但是华为拥有更深一层的芯片级专业知识和能力。dell emc坚定地将重点放在了利用cots硬件上,可是程度较低,而hpe则采用了synergy和内存驱动的计算方案。
如果华为能通过其dfv存储软件结合scm/nvme/nvmeof/qlc存储系统硬件,那将展示出更有优势的性价比,其他的厂商也会对其更加关注。
netapp已经开始研究如何使用其plexistor技术来实现nvmeof和scm。pure storage也有其通向nvme驱动器和网络环境的路径。
华为的想法是避免纯软件定义存储(sds),而是让存储软件更好地运行在存储硬件上,硬件和软件的设计和开发是为了优化系统级的性价比,使其超越sds+cots硬件系统可以提供的性价比。
华为可以绘制出一个一致的、统一的硬件和软件方案,使现有客户放心,并吸引更多潜在客户关注。

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