隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展全球云服務(wù)市場(chǎng)持續(xù)穩(wěn)健增長(zhǎng)。根據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì),2021年全球公有云市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到3307億美元,增速32.5%。Canalys數(shù)據(jù)顯示,2021年中國(guó)云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)45%,達(dá)到274億美元。預(yù)計(jì)2026年中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到850億美元,五年復(fù)合年增長(zhǎng)率為25%。
在智能化、數(shù)字化趨勢(shì)下,基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁,如何降本增效,開(kāi)拓創(chuàng)新業(yè)務(wù)是當(dāng)前企業(yè)熱議的話題。繼推出ZNS SSD之后,浪潮存儲(chǔ)針對(duì)云服務(wù)市場(chǎng)推出了基于單根高速直通I/O虛擬化技術(shù)(Single-root I/O virtualization,簡(jiǎn)稱(chēng)SR-IOV)的自研企業(yè)級(jí)NVMe SSD產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)降本增效。
浪潮SSD
什么是SR-IOV?
SR-IOV,是一個(gè)外圍組件快速互連(PCIe)的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)?；谶@種結(jié)構(gòu),上層系統(tǒng)的虛擬層可以對(duì)服務(wù)器存儲(chǔ)盤(pán)IO進(jìn)行管理及共享。傳統(tǒng)IO虛擬化方案占用PCIe插槽硬件和CPU資源較多且具有高延遲、低性能、低隔離性等短板,能克服這些痛點(diǎn)的基于SR-IOV硬件I/O虛擬化解決方案迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)空間。
例如,某互聯(lián)網(wǎng)一線云服務(wù)供應(yīng)商,可以提供不同的云硬盤(pán)出售服務(wù),包括提供不同容量、帶寬、IOPS的QoS服務(wù)。一個(gè)宿主機(jī)支持多個(gè)提供SSD存儲(chǔ)服務(wù)的虛擬機(jī),并且SSD的容量(50G/100G/150G等)可以由終端客戶(hù)(虛擬機(jī)的購(gòu)買(mǎi)者)進(jìn)行自主選擇,同時(shí)要求每個(gè)虛擬機(jī)都要保證服務(wù)質(zhì)量。這就對(duì)SSD設(shè)置了技術(shù)“門(mén)檻”:其一SSD要實(shí)現(xiàn)性能隔離,每個(gè)Mini-SSD使用特定額度的性能且互不影響;其二SSD要能支持QoS控制,實(shí)現(xiàn)性能分售,保證每個(gè)Mini-SSD性能負(fù)載均衡;其三,達(dá)到性能極限,讓多個(gè)Mini-SSD性能總和貼近一個(gè)完整SSD的性能,最大化發(fā)揮硬件資源潛力。
浪潮SSD:基于SR-IOV,釋放閃存潛力
針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)需求,浪潮存儲(chǔ)基于第二代自研PCIe 4.0 NVMe SSD實(shí)現(xiàn)I/O虛擬化(SR-IOV)功能,支持1個(gè)物理功能(PF)和127個(gè)虛擬功能(VF)。浪潮SSD能夠?qū)⒅骺厮С值?025個(gè)隊(duì)列和中斷,通過(guò)虛擬化管理命令動(dòng)態(tài)地將資源虛擬化隊(duì)列(VQ)和虛擬中斷(VI)分配給不同的虛擬功能,每個(gè)虛擬功能支持65個(gè)虛擬隊(duì)列和虛擬中斷。同時(shí)浪潮SSD將整個(gè)SSD的用戶(hù)存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)分配為128個(gè)命名空間(Namespace),將其自由地關(guān)聯(lián)到不同的虛擬功能上,進(jìn)行邏輯區(qū)塊地址(LBA)的隔離,保證每個(gè)命名空間的最大讀帶寬/寫(xiě)帶寬、最大讀IOPS/寫(xiě)IOPS。如下圖所示,
SR-IOV SSD架構(gòu)圖
浪潮存儲(chǔ)自研SSD NS8600G2將NVMe SSD與SR-IOV結(jié)合,在多個(gè)虛擬機(jī)情況下進(jìn)行物理資源共享,虛擬機(jī)可直接訪問(wèn)硬件資源,降低宿主機(jī)的CPU利用率,充分發(fā)揮SSD的高性能。在虛擬化和云計(jì)算場(chǎng)景下,浪潮企業(yè)級(jí)SSD借助SR-IOV虛擬化技術(shù)可以減少用戶(hù)所需PCIe設(shè)備數(shù)量,同時(shí)使用NVMe SSD能夠?qū)崿F(xiàn)多命名空間管理,不同命名空間分配給不同的虛擬主機(jī),從而達(dá)到數(shù)據(jù)IO相互隔離和QoS性能保障的目標(biāo)。
浪潮SSD通過(guò)將底層高速存儲(chǔ)介質(zhì)和SR-IOV特性的結(jié)合,降本增效顯著,具體如下:
一是高QoS:無(wú)需軟件虛擬層或者硬件卡,虛擬化損耗低,算力與IO實(shí)現(xiàn)同路徑,延遲降低60%以上;
二是節(jié)約成本:節(jié)省主板PCIe插槽資源和額外PCIe卡的運(yùn)維開(kāi)銷(xiāo),對(duì)比加速卡方案節(jié)約成本;
三是虛擬層精細(xì)化:以更高能效比卸載CPU算力約10%,支持多虛擬機(jī)環(huán)境下的SSD的空間隔離,虛擬化算力由各個(gè)SSD控制器承接,虛擬化管理更加精細(xì)精準(zhǔn)。
近年來(lái),浪潮存儲(chǔ)持續(xù)加大研發(fā)投入和創(chuàng)新,將底層硬件核心部件技術(shù)與用戶(hù)應(yīng)用場(chǎng)景需求緊密結(jié)合,發(fā)揮閃存的高效、可靠、綠色優(yōu)勢(shì),以技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化產(chǎn)品方案助力關(guān)鍵行業(yè)實(shí)現(xiàn)突破應(yīng)用,全面釋放數(shù)據(jù)價(jià)值,加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
