NVMe能否发挥更大价值取决于全闪存阵列的架构

日期: 2024-08-23 作者: 乐鱼app官网下载登录

  NVMe,可以说是是全闪存阵列的下一个进程,它可让闪存释放更高的性能。使用NVMe,全闪存阵列能够给大家提供数十万甚至数百万的IOPS,实现微秒级的响应。

  但NVMe及其“搭档”——NVMe over Fabrics(NVMe-oF)都是较新的技术且相对不成熟,NVMe性能改进取决于所选的全闪存阵列架构。传统的全闪存阵列通过提供NVMe只能带来将近20%的性能提升,但新兴的全闪存阵列提供商的一些NVMe产品预计可提供的性能能够达到当前技术所能提供的10倍或更多倍。

  在2018年底,支持NVMe的企业级全闪存阵列数量仍然只占整个存储市场的一小部分。研究公司DCIG在2018年评估了超过100个全闪存阵列,其中不到20%支持采用NVMe接口的SSD。

  NVMe支持在全闪存阵列市场中仍处于初期阶段,因为使用NVMe存储阵列的应用程序智能获得比较小的性能提升。传统的全闪存阵列使用两个或更多控制器连接到后端使用NVMe的SSD。然后,控制器将这些SSD聚合、管理并以存储卷的形式呈现给网络连接主机。

  使用在后端支持NVMe SSD的全闪存阵列,与使用SATA或SAS SSD的全闪存阵列相比,可以将应用程序性能提高20%。主机仍然通过标准光纤通道(FC)或以太网连接到这些支持NVMe的全闪存阵列。这种方法使公司能够轻松获得NVMe SSD带来的性能优势,同时将环境风险降至最低。

  20%的性能提升效果确实不错,但NVMe SSD全闪存阵列理论上能够给大家提供更大的性能提升——比使用SAS和SATA SSD的全闪存阵列多10倍。

  这种巨大的性能差异源于这样一个事实,即现有的全闪存阵列控制器架构无法释放NVMe SSD提供的全部性能优势。阵列控制器的一个最初目标是加速HDD的性能,而在使用NVMe SSD时,这种控制器会成为一种阻碍。为了更好地释放NVMe SSD的性能,阵列控制器以及存储网络协议必须不断发展。

  为了获得NVMe SSD在全闪存阵列中提供的高性能提升,企业一定使用那些可提供端到端NVMe连接的产品。此类全闪存阵列提供前端NVMe-oF,通过FC和以太网网络连接到主机,并为NVMe SSD提供后端连接。此设计使主机能够正常的使用本机NVMe协议直接与NVMe SSD通信,并借助全闪存阵列控制器发送本机NVMe命令通过以太网和FC存储网络。

  使用这种方法,有些全闪存阵列提供商报告说,理论上应用程序能实现低于200微秒的延迟,超过100 GB的吞吐量和数千万的IOPS。使用机器学习,预测分析和视频处理的企业可能会要这种级别的性能。

  但要明白,这种方法有几率存在风险和一定的局限。必要时,公司还必须限制其环境中NVMe部署的广度。用于操作系统的NVMe-oF驱动程序,仅适用于最新版本的Linux,例如Red Hat Enterprise Linux 7.4或更高版本,也可能来自全闪存阵列提供商。更有必要注意一下的是,主要的操作系统提供商(如Microsoft和VMware)尚未提供NVMe-oF驱动程序。

  通过使用NVMe SSD全闪存阵列或端到端NVMe的方法提高性能,公司能够获得比较明显的优势。不过一两年后,大多数企业会发现,他们可以获得相对更高的灵活性、性能和价值。很快供应商将提供一种新的全闪存阵列架构,将全闪存阵列控制器与后端NVMe SSD分离,以创建可组合的基础架构。

  使用此架构,应用程序能在全闪存阵列的数据管理功能及其性能之间做出合理的选择。如果应用程序需要NVMe SSD带来更高的性能提升,同时也需要阵列控制器中的数据管理功能,例如LUN管理、快照和复制等等,能够最终靠阵列控制器访问NVMe SSD并获得数据管理和性能方面的提升。

  但是,如果应用程序需要更高的性能提升,可以绕过阵列控制器并通过NVMe-oF直接访问阵列中的NVMe SSD。