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CPU感到饥饿:存储厂商着力将闪存推向计算体系(1)
作者: 佚名 2015-01-16 13:43 【ZDNet编译】

多插槽、多核心CPU方案对于基础功能体系的要求正逐步提升:它们处理能力强劲、食量惊人,因此需要通过CPU-内存通道从DRAM、也就是服务器内存当中汲取更多可资处理的数据。

此类访问的完成周期属于纳秒级别,也就是一秒钟的十亿分之一。除了内存之外,从其它渠道获取数据——例如PCIe服务器闪存卡、直接接入服务器的 SSD或者配套网络阵列及磁盘驱动器等——在时耗方面要长得多,这就意味着计算核心需要中止运作、进入闲置并等等所需要的处理数据。

在现代制造体系当中,数十年来的规模化生产、准时交付与以订单为基础的构建经验意味着任何工厂环境的装配流程都需要以全部必要组件为核心要素、在设计中保障随时可用特性。整套制造流程的核心思路在于装配线运作不停、允许多条线程同步推进,而且物流机制需要保持负载均衡并以正确的速度向生产流程内的装配点交付正确数量的产品组件。

服务器就像是一座数据处理工厂,而且从宏观角度来看,其整体架构在于不断将数据提供给计算机制。而在数据向计算传输的流程中将涉及一系列具体阶段,其中包括将数据由磁盘或者传感器传输至服务器内存、随后再交付至CPU核心。我们还经常利用高速缓存机制实现数据传输提速,即将来自低速来源的数据利用内存进行预缓冲。

不过服务器计算效率已经迎来了飞跃式发展,新一代处理、服务器虚拟化以及当下迅猛发展的容器化机制使得服务器设备能够运行更多应用程序——这意味着计算核心需要以更高实时水平获取更多待处理数据,且每一个具体计算周期皆遵循此理。

一台包含双插槽、每插槽八计算核心的服务器所能完成的数据处理规模通常高于其内存及下流存储基础设施在任何情况下所能交付的数据总量。

闪存存储机制能够在各个阶段显著提升数据IO速度,这使得下游存储基础设施拥有了为计算体系提供必要数据传输能力的可能性——包括在网络阵列中利用 SSD替代磁盘驱动器、将闪存缓存加入阵列控制器、将SSD引入服务器配备的直连存储(简称DAS)接口以及利用承载于PCIe闪存卡之上的闪存存储资源提供远高于服务器DAS基础设施中SATA或者SAS连接SSD的速度表现。

CPU感到饥饿:存储厂商着力将闪存推向计算体系
配备DRAM与PCIe闪存的服务器设计方案

即使如此我们仍然无法彻底摆脱数据传输能力这一瓶颈,因为PCIe卡与面向DRAM的内存总线之间存在一套数据转换协议,而这大大降低了其实际交付速度。如果我们能够将闪存资源直接接入内存总线,从而使其与DRAM芯片拥有同样的DIMM——即双列直插内存模块——访问能力,结果又将如何?

• 内存访问延迟——纳秒级——即一秒的十亿分之一。

• 磁盘访问延迟——毫秒级——即一秒的千分之一。

• PCIe闪存访问延迟——微秒级——即一秒的百万分之一。

• Flash DIMM访问延迟——据称较PCIe闪存低80%。

来自加拿大的Diablo Technologies公司已经利用其内存通道存储(简称MCS)技术实现了上述目标,并与闪存芯片及SSD供应商SanDisk建立起合作关系,由后者以OEM方式将ULLtraDIMM技术产品销售给华为、联想以及Supermicro等企业客户。

CPU感到饥饿:存储厂商着力将闪存推向计算体系
配备DIMM内存总线访问机制的闪存方案


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标签:DRAM 固态硬盘 PCIe闪存 

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