英特尔公司目前正在全力推动全闪存数据中心的转型车轮,并希望利用3D NAND与XPoint芯片外加SSD的销量弥补自身在处理器业务营收方面的低迷态势。
下面来看英特尔公司NVM(即非易失性存储)解决方案总经理Jerry Xu在本月3号在深圳华为存储峰会之上发布的一份演示材料。
根据图片可以看到,目前数据中心所采取的存储与内存架构当中已经包含有SSD元素。这份材料非常直观,我们可以看到其中DRAM(即内存)负责承载热门数据,PCIe NAND SSD面向访问频度一般的数据,而冷门数据则被存储在成本低廉但速度表现最差的SATA磁盘驱动器当中。也有些人将这种机制称为闪存与垃圾桶存储结构。
不过另有一类存储层专门面向访问频度更低的数据内容(例如归档数据),即使用SATA磁盘驱动器或者更为古老的磁带存储介质。
从图中可以看到,DRAM的传输带宽约为每秒10 GB,而延迟水平则在100 纳秒上下。PCIe SSD的传输带宽约为每秒3.2 GB,延迟水平在100微秒上下,远远不及DRAM。
而性能更糟的SATA磁盘只具备每秒6 Gb的传输能力,相当于每秒540 MB(相比起来实在是太慢了),而且延迟水平高达近50毫秒;与PCIe NAND相比简直有云泥之别。
在对NVMe PCIe SSD、3D NAND以及未来即将面世的3D XPoint进行了一番宣传与歌颂之后,Jerry Xu又展示了一份未来存储架构材料,其体现的是以全固态存储为核心的下一代数据中心体系--除了归档方面还保留有其它介质选项:
未来的数据中心存储架构仍然为三层金字塔布局,分别为热门、一般与冷门层,不过其中的四大数据层全部向上移动,因此DRAM超出了金字塔塔尖部分--其传输带宽与延迟水平仍然与过去保持一致。在其之下,情况出现了变化,总体来讲各数据层在速度表现上尽皆有所提升。
热门数据将首先由3D XPoint DIMM负责承载,其延迟水平在纳秒级别--具体为250纳秒左右,而传输带宽则为每秒6 GB。访问频度稍低的数据则由NVMe 3D XPoint SSD来存储,其延迟水平略逊、一般在10微秒左右,但仍然只相当于当前存储与内存架构演示图中PCIe SSD的十分之一。而且需要强调的是,XPoint DIMM的物理尺寸更为小巧而且存储容量更为可观。
而普通数据则立足于NVMe 3D NAND SSD。这类存储方案采用双PCIe 3.0连接,其传输带宽约在每秒3.2 GB,且延迟水平为100微秒左右。可以看到,这样的性能表现与目前的普通数据规划基本相当,不过相信3D NAND应该能够在提供远低于目前2D或者说平面闪存方案的每GB存储成本的同时提供更高的存储容量。
冷门数据层则与热门数据一样被拆分为两块。其一由NVMe 3D NAND SSD承载,在其之下的则是面向普通客户的SATA或者SAS磁盘驱动器--如果他们不打算为了存储归档数据而支付闪存溢价的话。SATA磁盘驱动器的传输带宽为每秒6 Gb,而一块磁盘由离线状态到上线运转大概需要耗费数分钟。
未来的全闪存数据中心内将不再使用任何磁带存储介质
英特尔方面在演示材料中针对每个数据层给出了具体使用案例,其中低成本归档适用于冷门数据层。而在普通数据层当中,我们看到了大数据分析--一种主动-主动对象存储机制--Swift、Lambeth、HDFS以及Ceph等负载类型。具体而言,我们将利用3D NAND SSD来承载大数据与对象存储,当然有些朋友可能会认为这种作法太过奢侈。
而热门数据用例则包括服务器端以及/或全闪存阵列、业务处理、高性能以及内存内处理、分析、科学研究、云服务、Web、搜索以及图像处理等负载。
评论意见
Xu正在努力寻求与华为公司开展合作的机会;他对于这一思路相当看好,而且在我们看来英特尔方面希望利用闪存取代现有磁盘、从而在服务器以及存储阵列市场上掀起波澜,并最终将SATA磁盘驱动器的立足之地挤压至实现成本最低的深度归档领域。
如果英特尔方面给出的上述解读真能变为现实,那么其一方面需要拥有充足的3D NAND、3D XPoint芯片以及SSD产品供应能力,另外还需要生产出大量XPoint DIMM。这可能正好解释了芯片巨头为何最近单独对位于中国的芯片代工生产线进行了规模扩张。
随着服务器处理器市场的逐步饱和以及PC市场几乎不可逆转的持续萎缩,再加上平板市场的低迷表现,英特尔公司这位目前在服务器/PC、笔记本处理器业务领域占据统治地位的巨头必须得找到足以提振营收的途径,至少保证自身整体营收不再下滑。
而通过发售3D NAND以及3D XPoint芯片与组件,英特尔公司将能够创造出新的存储级内存市场,并凭借NAND产品在业务体系中的强势表现恢复自身营收增长。对于英特尔公司来讲,全固态存储数据中心也因此成为一种必需--而非单纯的市场营销口号。