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巅峰对决!Fusion-io大战英特尔SSD RAID

  【IT168 专稿】我们最近看到了Fusion-io带来了新的基于PCIe的SSD存储解决方案,但迄今为止还没有人进行过测试。我们在英特尔X25-M SSD独立测试中被测试结果吓了一跳,想象一下如果由4块硬盘组成RAID0会是什么效果,现在我们要对PCIe和SATA SSD RAID0进行一翻测试,看看谁才是真正的王者。


图 1 未来的存储王者:SATA SSD还是PCIe SSD?

  竞争者:Fusion-io的160GB ioDrive

  正如我们前面所说的,一个颠覆性技术不仅要在性能、功能或两者上取得突破,而且还要有改变当前竞争格局的潜力。Fusion-io发布了一款企业级PCIe SSD卡,声称读写吞吐量高得惊人,甚至有些荒唐。

  首先我们回顾一下目前的桌面存储架构,目前,无论是使用SSD还是传统的旋转式硬盘,从硬盘读取数据再传给处理器必须要两个接口,SATA(串行ATA)接口需要得到满足才能通过传统的SATA命令集访问,多年来,尽管ATA命令集从PATA(并行ATA)转移到了高速串行接口,但低层的指令集并为改变,这主要是为了保持向后兼容。传统上,主板的南桥控制器(也可能是一个独立的SATA控制器)也提供了大量的SATA端口连接你的硬盘。

  SATA控制器可能驻留在独立的卡中,也可能驻留在南桥芯片中,不管怎样,它的目的只有一个,就是连接PCIe或其它本地接口,让主机CPU可以访问到数据。

  下面来看看Fusion-io 160GB ioDrive的规格和功能吧。

  容量:160GB(另外还有基于MLC的80GB和320GB)
  NAND闪存组件:SLC(单层单元)
  带宽:最高750MB/s读取速度,最高650MB/s写入速度
  读取延迟:50微妙
  接口:PCIe X4
  预期使用寿命:48年,每天写-擦除5TB数据
  功耗:满足PCIe X4电力规范1.1
  工作温度:-40℃到+70℃


图 2 PCIe 160GB卡实物

  从上图可以看出,除了大量的三星NAND SLC闪存外就是Fusion-io的专用ioDrive控制器,但其高度只有普通PCIe X4卡的一半,从硅含量的角度来看,其设计无疑是很高效的,PCB本身就有16层电路板,要在这些NAND芯片之间传输数据不知道有多复杂。


图 3 ioDrive控制器框图

  从上面的框图我们看到PCIe一代X4接口提供了10Gbps的带宽,并且是双向的(总带宽达到了20Gbps),为NAND闪存技术提供了足够的扩展空间。上面的图很简单,Fusion-io专利技术的真正魔力隐藏在图中的“Flash Block Manager(闪存块管理器)”,它实现了25个并行通道(X8排)内存架构,有一个专用通道进行错误检测和纠正,以及在单元级闪存自我修复能力,相比之下,英特尔的X25-M SSD只实现了10个通道。

  你可能注意到ioDrive的读延迟是50微妙,与传统硬盘的8-15毫秒访问时间相比,在随机访问速度方面优势就很明显了。


图 4 Fusion-io的ioManager控制模板,在运行基本测试前执行低格

  上图显示了由Fusion-io提供的一个相当简单的ioManager软件工具,我们注意到有驱动器三个配置选项:

  (1)最大容量(2)改进的写入性能(3)最大写入性能。每次基准测试前我们都对硬盘做了低格处理,这符合大众的测试习惯。

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