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改变的不止是速度 PCIe-SSD卡选型指南

2014-02-23 12:00    it168网站原创  作者: 蔡思萌 编辑: 蔡思萌

  【IT168 选型指南】当前信息化高速发展,存储的容量和性能变得愈发重要,对于存储阵列中的硬盘来说,其性能水平、稳定性、I/O和组建阵列的灵活扩建方面成为存储重要的选购依据,同时采用多个小容量硬盘堆叠、对硬盘采取池化措施的虚拟化技术等措施均被利用于提升存储IOPS。而到了今天我们却发现,真正到了大数据时代,存储实际上已经遇到了瓶颈,而目前弥补这一性能瓶颈的手段之一就是固态硬盘。

  固态硬盘一出现在市场,就以高成本“盛气凌人”,但由于采用了SATA/SAS等市场上主流的硬盘接口,使得其在企业市场上的普及速度快得令人惊讶;尤其在存储阵列端配置几个固态硬盘后采用缓存扩展技术高速缓存在机械硬盘中的热数据,诸如此类应用,也使得固态存储的应用和销量呈直线上升。更值得惊讶的是,基于SATA接口的固态硬盘却在逐渐向PCI-Express插槽的固态硬盘发展。这大大得益于板载PCI-E接口与CPU、内存数据的通讯和传输效率比传统的SATA/SAS接口高很多,使得PCI-E接口固态硬盘在未来数据中心和终端平台上拥有广阔的发展机遇。

改变的不止是速度 PCIe-SSD卡选型指南

  一、PCIe SSD卡优势解读:简化存储路径,解决存储IO瓶颈

  服务器通过近30年的发展,处理器性能提升了大约570倍,而存储性能仅提升了20倍左右,处理器与存储性能的发展极度不平衡;同时用户和应用的几何级增长,导致I/O失衡现象越发明显、IO瓶颈问题日益突出。只有解决存储IO瓶颈问题,加速数据读写性能才能维持业务稳定运行,提升用户体验效果。

  PCI Express SSD产品通常采用特殊的驱动器通过PCI总线进行直接存储器访问(Direct Memory Access,简称DMA),而非只是将闪存或DRAM内存封装成SCSI连接的硬盘驱动器。从I/O延迟角度上讲,这是一种完全的改变,使得随即读写性能比当前最快的存储阵列成数量级的提升。

  为了更好的了解PCIe SSD的优势,我们先来了解下服务器的三种存储方式:

  第一种:本地硬盘存储系统:即通过PCIe总线连接RAID控制器,再连接SAS或SATA硬盘

  第二种:磁盘阵列存储系统:即通过PCIe总线连接FC HBA,再通过光纤连接到FC磁盘阵列

  第三种:也就是我们本次重点介绍的PCIe SSD系统:即PCIe SSD卡直接挂在PCIe总线上

  我们可以看到PCIe SSD卡通过PCIe总线直接与CPU通信,缩短存储访问路径,再结合flash的高速读写性能,极大的提升存储性能,解决存储IO瓶颈。

  从下图可以看出PCIe SSD卡的时延性能仅次于内存

  不仅仅是速度 PCIe-SSD卡选型指南

  我们针对以上介绍的三种存储系统进行性能测试对比,PCIe SSD系统能够提供高达60万随机读IOPS性能,以及3GBps读写带宽,满足客户对高IO、高带宽的业务需求。

  从Gartner针对SSD产品的分析与预测来看,PCIe SSD卡凭借其性能和成本优势,已经成为SSD的新宠,在未来几年中将成为主流的高性能大容量存储介质。

  二、PCIe SSD卡最主要的三大应用

  1、金融服务高频率交易平台、生命科学以及能源方面的高性能计算(HPC)。这些系统利用PCIe SSD卡作为快速辅助存储。高频率的交易系统每秒能产生成千上万次交易,所以容易发生延迟。在实际生活中,微妙级别的读取延迟就等于百万美元的损失。而高性能SSD可以降低读取延迟。另一方面,生命科学和能源利用PCIe SSD来提高复杂运算速度。因为高性能闪存SSD可以降低或消除处理器读取存储设备上的数据的等待时间,计算速度因此可以提升一倍甚至更多。

  2、Web 2.0,如Facebook。Facebook的MySQL数据库使用FusionIO公司的IODrive PCIe闪存卡。使用这种闪存卡来代替传统的HDD,Facebook就可以关闭MySQL的低效冗余日志系统,并且能充分利用FusionIO的记录系统。通过结合PCIe闪存与较少的写入量,与同等HDD存储相比,可以将数据存储量减少50%,并降低50%的延迟,还能增加33%的吞吐量。从Facebook的角度来看,他们降低了存储基础设施和成本的投入,因为他们的客户获得了更快的响应时间。

  3、关系数据库。除了上面说的Facebook的MySQL的例子,PCIe闪存SSD卡通过缓存(又名读缓存)写入的功能也非常有利于关系数据库。热文件、索引、元数据都可以被放置在SSD中作为缓存使用。数据也可以被放置其中。当有查询、排序和计算操作时,数据库反应速度可以成倍地增加。

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