浪潮信息李博樂：重塑軟件棧，為全閃存儲打通任督二脈

2022-10-17

北京2022年10月17日 /美通社/ --

“天下武功、唯快不破”，數字經濟時代尤甚。

數據極富價值，堪比新時代的石油。數字經濟時代，數據價值如何快速、高效地釋放顯得尤為重要。自2020年4月，數據被國家列為與土地、勞動力、技術、資本並列的第五種生產要素，成為數字經濟深入發展的核心引擎。

近日，浪潮信息存儲產品線副總經理李博樂在2022TSS集邦諮詢半導體峯會暨存儲產業高層論壇上表示，浪潮信息聚焦智慧計算戰略，以算力、算法、數據、網絡四大支柱，為客户構建開放、敏捷、集約、高效的數字信息基礎設施。其中在存儲方面，浪潮基於存儲平台戰略，打造全閃軟件棧，通過面向SSD高速介質的存儲性能加速技術，創新面向眾核的自適應任務分組調度機制、單核數據流加速技術，打通SSD介質與控制器等核心組件之間的IO性能牆，實現完美的盤控協同，讓存儲性能得到質的飛躍。

目前浪潮存儲擁有全閃分佈式存儲和全閃集中式存儲兩大平台，並推出新一代SSD高速存儲介質，實現從核心部件到存儲陣列再到場景方案的全棧創新，助力企業構建業界領先的數據基礎設施，加速釋放數據要素價值，讓企業數字化轉型駛入"高速公路"。

性能瓶頸如何破解

數字化轉型需要基礎設施鋪就一條高速之路。然而作為數據要素的核心載體的數據存儲系統，卻面臨閃存盤、控制器等核心組件發展失衡的困擾。

“打破存儲系統內部核心組件之間性能瓶頸，存儲軟件棧才是關鍵”，李博樂表示。

一方面當前閃存介質種類日益豐富，閃存、持久內存等新型介質能將IOPS提升1000倍、時延降低2個數量級，但面向磁盤介質設計的傳統存儲軟件棧時延佔比達到90%以上，軟件棧升級勢在必行。

對此，浪潮存儲針對閃存介質特點，在軟件棧核心算法方面做了大量創新。比如傳統存儲的機械硬盤幾乎沒有寫入次數限制，但閃存介質的擦寫次數越多壽命就越低，像RAID寫放大、閃存垃圾回收等都會影響全閃存儲的性能和可靠性。浪潮全閃存儲通過軟件棧核心算法優化，讓存儲控制器能夠即時瞭解SSD盤內的數據佈局，有效避免了數據落盤後頻繁的搬遷與垃圾回收；同時，還通過實現盤控協同數據分區佈局，打通存儲系統軟件到介質層的端到端快路徑，保障了全閃存儲的穩定高性能。

另一方面，CPU主頻性能提升遲滯，向高密多核發展。傳統的存儲系統IO調度機制存在頻繁的用户態、內核態切換，開銷高、延遲大，無法滿足高性能應用需求。眾核架構下，內存訪問密集型IO的多任務調度存在CPU緩存命中率低等問題，制約了存儲性能線性擴展。

浪潮全閃軟件棧創新面向眾核的自適應任務分組調度機制、單核數據流加速技術，實現性能隨CPU核數線性擴展，極致釋放新型介質性能。具體來看，在眾核加速方面，浪潮存儲採用自適應任務分組調度機制。以高內聚低耦合的原則，區分業務類型和主機IO特徵、存儲內部管理等因素，進行任務劃分。所謂"高內聚低耦合"，類似劃分公交快速道和普通車道。第一，高內聚類似公交快速通道，是指聚合高關聯度任務為同類組，指定運行於特定CPU核組，提升RAID、重刪、自精簡等高頻、公有數據的CPU緩存命中率。第二，低耦合是指低關聯任務放到普通車道。也就是説，解耦合關聯度低的任務到異類組，實現協議解析、數據刷盤等低關聯度任務按需分佈到CPU多核、免鎖交互，實現單任務資源和性能線性擴展。單核數據加速方面，浪潮存儲設計全用户態的IO棧，消除IO任務在用户態和內核態間的切換導致的資源損耗，協同用户態內存調度管理，單核數據流性能提升30%。

從閃存介質到全閃存儲陣列**全棧創新

一次技術創新並不難，難的是持續不斷的技術創新。近十年來，浪潮存儲研發團隊擴展到上千人，在全球建立五大研發中心，與全球產業鏈夥伴協同創新，累計為存儲核心技術攻關投入數十億研發經費。目前，浪潮存儲堅持存儲平台戰略，打造全閃軟件棧，推出了全閃分佈式存儲、全閃集中式存儲兩大平台，以及新一代SSD高速存儲介質，性能均達到業界領先水平。

首先，全閃分佈式存儲方面，浪潮存儲對軟件棧進行全鏈路端到端性能優化，通過智能協議卸載、RDMA協議、CPU專核專用、ZNS SSD數據分流技術的聯合打磨和創新，讓全閃分佈式存儲的性能飆升到業界領先水平。

其次，全閃集中式存儲方面，浪潮存儲最大可擴展到48個控制器，控制器擴展能力提升帶來了更強勁的性能。同時，全新開發了閃存原生的"iTurbo 2.0"智能加速引擎，並構建了由SCM和NVMe閃存盤組成的智能分層存儲資源池，將智能IO均衡、智能資源調度、智能元數據管理等數十項性能優化算法與閃存盤聯調優化，讓千萬級IO均衡落盤且時延業界最低，將存儲系統性能發揮到極致，在SPC-1國際評測中獲得2300萬IOPS，性能全球第一。

值得一提的是，在今年IPF上浪潮存儲推出新一代PCIe 4.0 NVMe 企業級SSD，通過拓展NAND與控制器之間的通道，大幅提升SSD性能，順序寫性能超過5GB/s，隨機寫性能超過45萬IOPS，達到業界領先水平。

IDC預測，到2022年全球65%的GDP將由數字化推動，數據要素挖掘和利用的效率將影響企業數字化轉型的速度，性能成為企業存儲選型的核心因素。作為裝機容量全球前三、中國第一的存儲廠商，浪潮存儲將在全閃存儲領域持續投入，以全棧技術創新加速存儲業務增長，充分釋放數據價值，加速數實相融。