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,全闪存阵列可以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可以达到当前技术所能提供的10倍或更多倍。
20%的性能提升虽不高,但风险低
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相对较小的性能提升。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。这种方法使企业可以轻松获得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全闪存阵列理论上可以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。
all in!——nvme
为了获得nvme ssd在全闪存阵列中提供的高性能提升,企业必须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。此设计使主机可以使用本机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,理论上应用程序可以实现低于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需要这种级别的性能。
但要明白,这种方法可能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。更值得注意的是,主要的操作系统提供商(如microsoft和vmware)尚未提供nvme-of驱动程序。
可组合基础架构
通过使用nvme ssd全闪存阵列或端到端nvme的方法提高性能,企业可以获得比较明显的优势。不过一两年后,大多数企业会发现,他们能够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,应用程序可以在全闪存阵列的数据管理功能及其性能之间进行选择。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,可以通过阵列控制器访问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。
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