打造大規(guī)模共享閃存基礎(chǔ)架構(gòu)

從概念上講，RSI為不同的架構(gòu)整合服務(wù)器部件(CPU、GPU、存儲系統(tǒng)、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò))，使每個部件都能夠在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架設(shè)備中進(jìn)行調(diào)整和升級，通過高容量/低延遲PCIe鏈路進(jìn)行連接。在這上面安裝虛擬服務(wù)器軟件，可以利用一個個機(jī)架級部件構(gòu)建虛擬服務(wù)器，并且你擁有了一種意義重大的配置，使企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)能夠與云服務(wù)相競爭。

不過，在網(wǎng)絡(luò)上使用非易失性內(nèi)存和存儲系統(tǒng)通常意味著不可接受的延遲。斯坦福大學(xué)團(tuán)隊的ReFlex(軟件存儲服務(wù)器 )這時就有了用武之地。

ReFlex

使遠(yuǎn)程閃存訪問可以接受面臨幾個難題，最大的難題是實現(xiàn)低延遲。

管理共享閃存池中的多租戶需要隔離機(jī)制，那樣應(yīng)用程序不會干擾對方。共享閃存方面最好具有高度靈活性，預(yù)計還會遇到其他部署問題，比如規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

斯坦福大學(xué)的團(tuán)隊在測試中發(fā)現(xiàn)，ReFlex獲得的遠(yuǎn)程閃存性能相當(dāng)于使用TCP/IP基于10Gb以太網(wǎng)的本地閃存訪問。他們解釋道：“ReFlex使用一種緊密集成網(wǎng)絡(luò)和存儲的新型數(shù)據(jù)平面內(nèi)核，在計算要求有限的情況下實現(xiàn)了高性能。這種數(shù)據(jù)平面設(shè)計避免了中斷和數(shù)據(jù)拷貝的開銷，針對局部性進(jìn)行了優(yōu)化，并兼顧了高吞吐量(IOPS)和低尾延遲?！?/p>

多租戶

閃存設(shè)備上多租戶的一大問題是，讀取性能和寫入性能之間存在巨大的差異。寫入可能需要幾毫秒，而讀取是亞毫秒級事務(wù)。這意味著執(zhí)行大量寫入操作的應(yīng)用(比如元數(shù)據(jù)更新或流視頻)耗用NVMe設(shè)備的大量資源。

斯坦福大學(xué)的團(tuán)隊實施了QoS調(diào)度程序，它可以全面了解所有租戶的整個工作負(fù)載。最大的IOPS取決于所有請求的讀取/寫入比。調(diào)度程序查看每個工作負(fù)載的服務(wù)級別目標(biāo)(SLO)，優(yōu)先考慮注重延遲的應(yīng)用而不是盡力的應(yīng)用，并確保應(yīng)用的SLO得到實現(xiàn)。

由于諸如此類的優(yōu)化，ReFlex能夠做到每個核心提供高達(dá)850K的IOPS，同時僅比直接訪問本地閃存增加21μs的延遲。這非常好。

英特爾的遠(yuǎn)見卓識者多年來一直在倡導(dǎo)RSI概念，但看起來正是在2018年，所有必要部分(尤其是PCIe v4)匯集起來，使這個概念在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都切實可行。隨著閃存價格暴跌，塞滿閃存的機(jī)架比以往任何時候都更經(jīng)濟(jì)實惠，哪怕是數(shù)百TB的閃存。

這對我們數(shù)據(jù)密集型的未來來說是好消息。是否有任何企業(yè)存儲供應(yīng)商使類似ReFlex的技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品化值得拭目以待。