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满足EDSFF单个机架中1PB闪存
作者:扑克王app链接 发布时间:2019-12-24 22:38

  由于采用了这种全新的SSD新标准,因此已不再是PB。对于企业和数据中心而言,这是个好消息。

  早在2012年,一个PB的存储就占据了一个六英尺高的全尺寸服务器机柜。它卖了$ 500,000。您必须塞入机架中的360串行连接SCSI硬盘需要7千瓦的功率,而且它们只能读取略高于500 Mb的数据。(这些天来,笔记本电脑中的SSD可以提供更好的性能,尽管容量不大。)

  从那时起,我们已经走了很长一段路。以Supermicro的SuperStorage系统为例。它们最多支持32个基于闪存的驱动器,包括一对冗余的1.6kW电源,理论上可以以惊人的64 GB / s的速度移动数据,并且仅占用一个机架单元(1U)。一旦英特尔开始推出基于3D NAND技术的32TB SSD,这些Supermicro服务器将把1PB的容量压缩到仅1U的空间中。

  关键是企业和数据中心SSD外形尺寸(EDSFF)。缩小机架的规格具有坚实的基础和发展前景。在本文中,您将学习:

  使六英尺长的存储硬件小型化并使其数量级更快是不小的壮举。它开始于远离旋转盘片的转变。最新的固态驱动器采用先进的制造工艺来降低其每GB的价格,从而大大增强了用SSD替换硬盘的可能性。但是即使那样,仍然可以容纳传统的2.5英寸外形尺寸的闪存。输入EDSFF。

  如果您从事数据生成和消费业务,则EDSFF可以通过完全重新定义SSD占用的物理尺寸,将更多的信息(您的主要货币)放入更少的空间。而且由于基于EDSFF的驱动器滑入为四线PCI Express链路连接的连接器中,因此这些宝贵的字节可以在数据中心内更快地到达目的地。

  EDSFF受到英特尔“统治者”外形的启发,然后得到15家不同公司的支持,创建了一个行业标准,该标准承诺通过一些凉爽的机械优化实现更高的存储密度,更高的效率,更大的容量以及通过高带宽,低延迟的存储分解连接性。

  当今的存储服务器都将更多的容量打包到更小的空间中。虽然2.5英寸和3.5英寸驱动器反映了旋转磁盘的物理需求,但这些形状因素与固态闪存并不特别相关。NAND芯片几乎可以存在于任何地方。而且,安装在主板上的附加卡和M.2 SSD的日益普及证明了将闪存直接插入PCI Express总线的优势。

  当然,许多SSD仍内置于2.5英寸机箱中,以与现有驱动器底座兼容。在企业空间中,许多此类应用程序都使用U.2接口将固态存储连接到四通道PCI Express 3.0链路中。U.2与旧版SAS连接器兼容,并增加了对服务器前端热插拔驱动器的支持。但是,它填充的形状对于密集闪存并不是最佳的。

  尽管Supermicro确实出售了带有32个可热插拔驱动器托架的1U服务器,用于U.2 SSD,但该公司必须执行一些花哨的步骤才能使其正面安装。两个驱动器托盘每个可容纳16个SSD。它们堆叠在一起,四层深,在卸下托盘时垂直于服务器的前边缘滑出。就像您想象的那样,冷却如此密集的固态硬盘并不容易。此外,电缆,驱动器笼和LED控制器会增加潜在的故障点。

  最终,该行业注定要放松对旧界面的控制,并转向更适合现代存储现实的外形尺寸。

  在EDSFF对于每个IT决策者来说都是万能的之前,它需要满足日益多样化的存储工作负载的物理要求。一些服务器是为面向容量的应用程序而设计的,并专门占用大量内部空间来最大化每机架单位TB的度量。其他人则将计算能力,内存或扩展空间的优先级分配给附加加速器。由于EDSFF在概念上考虑了灵活的闪存,因此以两种截然不同的长度定义了外形尺寸,它们共享功能但适合各种配置文件。

  第一个被称为E1.L(L代表长号),其形状和大小与英特尔最初的“统治者”外形相同。这意味着它提供了其他任何SSD配置都无法提供的容量。例如,英特尔SSD D5-P4326配备了15.36TB的3D NAND,可通过四通道PCIe 3.0链路连续读取高达3200 MB / s。跨越32个托架,从1U存储服务器获得将近500TB的高性能存储。即将推出的30.72TB型号将有可能与外形尺寸承诺的每个机架单位1PB保持一致。

  E1.S(简称S)看起来更像是当今许多笔记本电脑和台式PC中使用的M.2 SSD。腾出更多空间来容纳更多闪存,这使其可以为每个驱动器提供更大的容量。E1.S也是可热插拔的,而M.2则不是。根据Intel的EDSFF技术简介,“ E1.S提供了U.2和M.2的精华。E1.S是可扩展,灵活,省电且热效率高的SSD构造块。这种尺寸设计用于大容量超大规模,可为1U服务器优化系统灵活性,增加存储密度,模块化扩展,可维护性以及更高效的散热。”自然,更小的深度意味着E1.S驱动器没有那么多NAND芯片的空间。但是,即使是4TB固态硬盘,也可以从前后仅30英寸的服务器实现128TB的容量。

  即使它们具有密度优势,两个版本的EDSFF规范都针对热性能进行了优化。它们围绕NAND芯片构建,可放入最紧凑的空间,以最大程度地减少浪费的PCB面积。在具有旋转磁盘甚至U.2 SSD的服务器中,驱动器之间没有太多空间。更糟糕的是,他们连接的背板垂直竖立,形成了空气坝。

  Supermicro服务器解决方案管理高级总监Michael Scriber指出:“热是标尺型设计的最重要方面之一。”“设计带有2.5英寸驱动器的服务器的最大挑战是插入的背板。它跨过服务器的最前端,并阻挡了所有气流。因此,您需要尽可能多地打孔,以使空气回流到CPU,DIMM和网卡。”

  EDSFF通过平放的中板解决了这一问题。每个驱动器宽度的连接器垂直安装,它们根本不会阻碍气流。空气在SSD之间直接流动,并通过系统返回。此优化的影响可能很大。

  Scriber根据第一手经验测试的外形规格为VentureBeat提供了有趣的数据。“因为我拥有同一服务器的U.2和EDSFF版本,所以我可以比较它们的散热。具体来说,我的U.2服务器限于140W处理器。我的标尺服务器支持165W CPU。我可以处理多余的热量,因为气流要好得多。”

  甚至EDSFF驱动器的设计也针对散热进行了优化。根据Scriber的说法,SSD PCB上的每个组件都使用导热膏将能量转移到铝制外壳中,这成为一个很大的散热器。

  当您将EDSFF的热效率改进相加时,Supermicro确定将CFM /驱动器中的气流减少了55%,以保持相同的37.5C。这意味着机箱风扇可以运行得更慢,产生更少的噪音并使用更少的功率。运行服务器的总拥有成本下降了,因为其冷却子系统无需费劲地将空气通过底板。

  当今的EDSFF驱动器采用x4连接器,与PCI Express 3.0相比,最大吞吐量约为4 GB / s。更好的是,该连接器还设计为也支持PCI Express 4.0和5.0,在未来几年内,链接性能将提高一倍,然后再提高四倍。

  带宽也可以通过更宽的链接来成倍增加。x4(E1)连接器非常适合当今的高速存储设备。但是,EDSFF还支持x8(E2)和x16(E3)链接配置。与将x4 PCIe附加卡放入x16插槽的方式几乎相同,那些较宽的连接器在容纳四通道SSD时不会出现问题。

  x4和x8连接器都可装入一个机架单元,而x16连接器可装入2U尺寸。随着EDSFF生态系统的发展,Supermicro的Scriber希望基于这些维度出现一些有趣的机会。“我可以看到他们的未来计划,如果我有一个2U的盒子,我仍然可以在前面安装32个驱动器。但是,如果使用x16连接器,则可以轻松地在该插槽中滑动网络设备,FPGA或GPU。”

  16通道E3接口可提供高达70W的功率,因此EDSFF的范围受到限制。但是,惠普企业高级存储技术专家Paul Kaler在2018年的演讲中已经介绍了“存储计算”的概念,其中E3插槽可能适合用于AI应用程序的图形和张量处理单元的混合。

  “那些希望使用加速器来加速存储的人们呢?” Supermicro的Scriber问。“将这些物品和我的储物柜一起放在盒子的前面很方便。显然,EDSFF不仅有SSD,还有很多其他功能,尤其是当您开始谈论下一代PCIe和x16链接时。

  就目前而言,EDSFF为我们提供了一种以前所未有的性能,更低的功耗将空前的容量包装到令人难以置信的狭窄空间中的方法。它的优势已经可以通过Supermicro的SSG-1029P-NEL32R等存储服务器获得。但是,由于形状因子连接到通用的PCIe物理层,因此您可以在将来获得更多的期望。

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