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DOSTOR存儲(chǔ)在線(xiàn) 原創(chuàng)報(bào)道：近幾年來(lái)，PMC正在轉(zhuǎn)型成為一個(gè)存儲(chǔ)公司，目前公司在企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)領(lǐng)域的收益已經(jīng)超過(guò)65%，產(chǎn)品和方案涉及存儲(chǔ)控制器、SAS和PCIe領(lǐng)域。隨著云計(jì)算和大數(shù)據(jù)給現(xiàn)有的企業(yè)存儲(chǔ)架構(gòu)帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)，PMC如何通過(guò)創(chuàng)新的方式應(yīng)對(duì)這三個(gè)領(lǐng)域的多變需求?如何定義未來(lái)的存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)?

PMC應(yīng)數(shù)據(jù)而變

PMC總裁兼CEO Greg Lang以中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)每分鐘發(fā)生的事為例， 顯示了數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)上傳和下載增長(zhǎng)非常驚人。而云計(jì)算的時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的應(yīng)用和數(shù)十億計(jì)的用戶(hù)，也驅(qū)動(dòng)著數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)。 根據(jù)IDC的預(yù)測(cè)， 到2020年數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量將達(dá)到40ZB。

在這個(gè)數(shù)字化空間里，大數(shù)據(jù)意味著不僅僅是數(shù)據(jù)量的龐大，同時(shí)數(shù)據(jù)種類(lèi)也多元化，數(shù)據(jù)的存取速度也要求更高。而PMC非常看重這三個(gè)方面， 并且都進(jìn)行投資以推出創(chuàng)新的方案來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

PMC公司企業(yè)存儲(chǔ)產(chǎn)品事業(yè)部數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)Dave Berry表示，PMC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)解決方案，全方位覆蓋虛擬化及大數(shù)據(jù)應(yīng)用。包括了高密度機(jī)架層級(jí)RAID、高密度服務(wù)器層級(jí)RAID、HBA板卡、極高的密度及持久性閃存控制器PCIe和SAS、在線(xiàn)加密與集成的密碼管理以及6-68端口、6G&12G的擴(kuò)展器。

事實(shí)上，來(lái)自全球領(lǐng)軍的存儲(chǔ)OEM解決方案均采用了PMC芯片，如EMC、HP、IBM、Dell、華為、NetApp等。 以SAS端口連接領(lǐng)域?yàn)槔�，過(guò)去六年間，PMC 公司在SAS 系統(tǒng)端口的市場(chǎng)份額從0%攀升到超過(guò)50%，在市場(chǎng)處于領(lǐng)先地位。

如何應(yīng)對(duì)SAAS、PAAS、IAAS不同的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)IT硬件架構(gòu)是基于縱向集成的三層架構(gòu)，包括第一層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、第二層應(yīng)用服務(wù)器、第三層數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。這樣的垂直應(yīng)用架構(gòu)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)應(yīng)用的硬件設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)昂貴過(guò)渡供給，而且這樣的架構(gòu)因?yàn)椴捎脝为?dú)的管理實(shí)踐與組織以及關(guān)閉的供應(yīng)商界面，既不靈活，也無(wú)法編程。

然而，隨著虛擬化和大數(shù)據(jù)這樣的全新應(yīng)用負(fù)載不斷涌現(xiàn)，徹底顛覆了數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)硬件架構(gòu)。服務(wù)器虛擬化帶動(dòng)了不同的物理層功能全部集中到服務(wù)器之中的虛擬層，這個(gè)虛擬層成為了與硬件基礎(chǔ)設(shè)施接口的新的邊界，使得用戶(hù)可以充分提高靈活性與自動(dòng)化程度，以降低運(yùn)營(yíng)成本;而在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用中， 如果將龐大的數(shù)據(jù)分散到一個(gè)具有高擴(kuò)展性的集群中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)上， 就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行高效的處理，為用戶(hù)實(shí)現(xiàn)在大數(shù)據(jù)環(huán)境下一個(gè)應(yīng)用對(duì)應(yīng)多個(gè)服務(wù)器的全新數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)方案。

在云計(jì)算環(huán)境下，PMC一直在探索數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的硬件架構(gòu)。如果要運(yùn)行虛擬機(jī)或大數(shù)據(jù)這兩種應(yīng)用負(fù)載，就需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)非常扁平、速度極快而延遲極低的交換矩陣。 對(duì)于機(jī)架而言，其主要的存儲(chǔ)服務(wù)器需要能夠?qū)崿F(xiàn)高架構(gòu)密度、高性能、節(jié)省功耗和空間、負(fù)載優(yōu)化、低延時(shí)、易用的管理及軟件控制等。

隨著容量和硬盤(pán)之間的鴻溝日益加深，PMC新的解決之道是閃存技術(shù)。采用PCIe SSD 相比于傳統(tǒng)硬盤(pán)，不僅在IO性能上有近2000倍的提高，還可極大降低延遲，與此同時(shí)相應(yīng)地提升帶寬。這是因?yàn)椴捎肞CIe總線(xiàn)來(lái)連接SSD縮短了到CPU的距離，與SAS總線(xiàn)相比，省去了與SAS相關(guān)的協(xié)議和操作系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)。PMC認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)非常靈活且利弊均衡， 可在整個(gè)數(shù)據(jù)中心中保持低水平的延遲，從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。 這也是PMC投資購(gòu)買(mǎi)IDT公司的PCIe技術(shù)的主要原因， 旨在幫助客戶(hù)在可擴(kuò)展的環(huán)境中管理好存儲(chǔ)設(shè)施。

Dave表示在軟件即服務(wù)SAAS、平臺(tái)即服務(wù)PAAS和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IAAS的數(shù)據(jù)中心中， PMC的技術(shù)和產(chǎn)品都得到了部署和應(yīng)用。以大規(guī)模社交類(lèi)媒體SAAS客戶(hù)為例，高密度TB容量的服務(wù)器運(yùn)行Hadoop和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用，其所需的是在計(jì)算能力與存儲(chǔ)能力之間的復(fù)雜平衡。過(guò)去的辦法是采用8 端口卡，再用SAS 擴(kuò)展器對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展， 這為節(jié)點(diǎn)帶來(lái)了能耗、成本和延遲等問(wèn)題。而PMC則是設(shè)計(jì)了7系列24端口的陣列卡，直接連接24個(gè)硬盤(pán)，而不需要擴(kuò)展器， 極大降低能耗及成本，在客戶(hù)中贏得廣泛認(rèn)可。

另外，以全球最大的 IaaS 供應(yīng)商為例， 其采用的硬件架構(gòu)是混合的存儲(chǔ)池。在此應(yīng)用中，虛擬層帶來(lái)了大量的性能消耗及延遲，需要將不論是進(jìn)行讀還是寫(xiě)操作的熱數(shù)據(jù)緩存到SSD池中，而將冷數(shù)據(jù)送出到采用慢速旋轉(zhuǎn)介質(zhì)的存儲(chǔ)設(shè)備上。作為閃存控制技術(shù)的領(lǐng)先廠商， PMC的目標(biāo)在于讓用戶(hù)以更少的SSD獲得更優(yōu)的性能、更低的延遲， 而且PMC也一直致力于降低該技術(shù)的成本。PMC的7Q系列陣列卡和閃存控制器可實(shí)現(xiàn)加快IOPS和降低延遲的目的，其中采用的maxCache軟件，對(duì)于冷熱數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)優(yōu)化，起到了非常重要的作用。

目前市面上基于PCIe的閃存控制器，有幾種不同架構(gòu)，多數(shù)是早期采用的FPGA方式。PMC提供的是延展性很強(qiáng)的ASIC技術(shù)，這將策動(dòng)主流市場(chǎng)。作為PCIe NVM市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，PMC至少比其他同類(lèi)方案領(lǐng)先一年。

最后，針對(duì)采用Open Stack的存儲(chǔ)即服務(wù)這一類(lèi)型數(shù)據(jù)中心，PMC也開(kāi)發(fā)了一款擴(kuò)展性極佳的產(chǎn)品，可以在SSD環(huán)境中提供8個(gè)內(nèi)部連接的端口 以及16個(gè)外部連接的端口與一系列JBOD 相連， 可切實(shí)提高成本、能耗方面的效率。此外，PMC也為Openstack等應(yīng)用提供了可編程API及CLI接口，來(lái)自動(dòng)控制設(shè)備底層功能，用于實(shí)現(xiàn)針對(duì)負(fù)載的優(yōu)化及負(fù)載的管理。

獨(dú)有的優(yōu)化特性

當(dāng)前軟件定義存儲(chǔ)的趨勢(shì)下，PMC智能存儲(chǔ)控制器使得SDS 及負(fù)載優(yōu)化成為可能。PMC支持軟件定義RAID，強(qiáng)調(diào)靈活性、可調(diào)節(jié)及可編程性， 可針對(duì)Oracle或SQL服務(wù)器進(jìn)行優(yōu)化此外，PMC還針對(duì)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中常見(jiàn)的面向多樣化應(yīng)用的處理，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了”Big Block Bypass”模式，使大數(shù)據(jù)塊的寫(xiě)入繞過(guò)高速緩存，而直接寫(xiě)入存儲(chǔ)，給它更高的優(yōu)先級(jí)，而讓較小的數(shù)據(jù)塊充分利用控制器內(nèi)部的高速緩存技術(shù)。

總而言之，PMC公司的存儲(chǔ)產(chǎn)品和方案在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可滿(mǎn)足超大規(guī)模存儲(chǔ)的最佳實(shí)踐五大需要。一是全方位基礎(chǔ)架構(gòu)的高效來(lái)滿(mǎn)足任意尺寸的需要;二是部署CompuStore's來(lái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)所需功能;三是本機(jī)連接實(shí)現(xiàn)低延遲、低功耗、低成本;四是充分利用業(yè)界在性能方面取得的最新成就來(lái)提高IOPS和機(jī)架數(shù);五是采用軟件定義的存儲(chǔ)控制器，根據(jù)負(fù)載來(lái)優(yōu)化應(yīng)用。

FDIO系統(tǒng)架構(gòu)的“畫(huà)龍點(diǎn)睛”

作為服務(wù)器存儲(chǔ)行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，PMC公司研發(fā)副總裁廖恒博也分享了PMC對(duì)未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向的思考。

近年來(lái)， 針對(duì)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了以下幾方面的技術(shù)創(chuàng)新:一是分離I/O構(gòu)架(Disaggregated IO，DIO)，將CPU、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)，甚至內(nèi)存資源物理上分離成獨(dú)立的單元，每種資源的數(shù)量和技術(shù)可獨(dú)立配置、升級(jí)和維護(hù)，總體系統(tǒng)資源的配比可靈活設(shè)定和進(jìn)一步調(diào)整;二是軟件定義的數(shù)據(jù)中心(Software Defined Data Center，SDDC)， SDDC是VM、SDN和SDS的統(tǒng)一，通過(guò)云操作系統(tǒng)對(duì)整個(gè)云的CPU、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源統(tǒng)一指揮調(diào)派和彼此綁定，來(lái)建立一個(gè)虛擬化的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，從而快速地適配動(dòng)態(tài)變化的業(yè)務(wù)要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)全局資源池統(tǒng)一調(diào)度;三是基于交互矩陣的分離I/O的機(jī)群構(gòu)架，結(jié)合了DIO和SDDC的概念，并在硬件構(gòu)架上加以全局優(yōu)化。

其中，特別值得一提的就是DIO架構(gòu)。 傳統(tǒng)集成I/O構(gòu)架針對(duì)每個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)具有電源、CPU、DRAM、存儲(chǔ)、網(wǎng)卡等部件的完整獨(dú)立系統(tǒng)。而DIO構(gòu)架在機(jī)架或機(jī)群內(nèi)部把電源、CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等不同類(lèi)型的硬件資源分離成可獨(dú)立配置的部件。每種資源的數(shù)量可根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行優(yōu)化配比和獨(dú)立升級(jí)維護(hù)。

廖博士表示， 隨著DIO成為業(yè)界趨勢(shì)和云平臺(tái)不斷涌現(xiàn)， PMC引入了FDIO這個(gè)概念——基于交換矩陣的分離IO架構(gòu)(Fabric Based Disaggregated I/O，F(xiàn)DIO)， 以在硬件構(gòu)架上專(zhuān)門(mén)針對(duì)這一新的體系。

FDIO主要功能包括三個(gè)方面，一是融合的交換矩陣，便于提供連接機(jī)群內(nèi)各種硬件資源直接相互訪(fǎng)問(wèn)所需的通訊通道，且交換矩陣要超過(guò)所有業(yè)務(wù)的帶寬總合，并滿(mǎn)足最低的延遲特性，還要支持各種業(yè)務(wù)的協(xié)議和CPU開(kāi)銷(xiāo)并對(duì)其優(yōu)化;

二是vDAS虛擬的直接連接存儲(chǔ)，直接針對(duì)數(shù)據(jù)中心Scale-out模式中廣泛采用的DAS 存儲(chǔ)模型和成本，同時(shí)又得到SAN和NAS存儲(chǔ)模型的全局動(dòng)態(tài)資源分配和綁定的好處，另外還提供高級(jí)的性能提升和數(shù)據(jù)保護(hù)的方案，實(shí)現(xiàn)企業(yè)及存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理的功能;

三是SDN軟件定義網(wǎng)絡(luò)，充分利用新興的vSwitch技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)SDN的強(qiáng)大功能和靈活性，利用融合的交換矩陣實(shí)現(xiàn)超高帶寬低延遲，并對(duì)應(yīng)用透明的機(jī)群內(nèi)虛擬IP和Socket網(wǎng)路，實(shí)現(xiàn)高性能的網(wǎng)關(guān)與機(jī)群外的以太網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通和擴(kuò)展。

而在這個(gè)架構(gòu)中， PMC從硬件芯片級(jí)出發(fā)，提供驅(qū)動(dòng)適配層、云操作系統(tǒng)的集成方案，并對(duì)Hadoop等應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化。(阿明)