從概念上講,RSI為不同的架構整合服務器部件(CPU、GPU、存儲系統、內存和網絡),使每個部件都能夠在標準機架設備中進行調整和升級,通過高容量/低延遲PCIe鏈路進行連接。在這上面安裝虛擬服務器軟件,可以利用一個個機架級部件構建虛擬服務器,并且你擁有了一種意義重大的配置,使企業基礎架構能夠與云服務相競爭。
不過,在網絡上使用非易失性內存和存儲系統通常意味著不可接受的延遲。斯坦福大學團隊的ReFlex(軟件存儲服務器 )這時就有了用武之地。
ReFlex
使遠程閃存訪問可以接受面臨幾個難題,最大的難題是實現低延遲。
管理共享閃存池中的多租戶需要隔離機制,那樣應用程序不會干擾對方。共享閃存方面最好具有高度靈活性,預計還會遇到其他部署問題,比如規模和網絡協議。
斯坦福大學的團隊在測試中發現,ReFlex獲得的遠程閃存性能相當于使用TCP/IP基于10Gb以太網的本地閃存訪問。他們解釋道:“ReFlex使用一種緊密集成網絡和存儲的新型數據平面內核,在計算要求有限的情況下實現了高性能。這種數據平面設計避免了中斷和數據拷貝的開銷,針對局部性進行了優化,并兼顧了高吞吐量(IOPS)和低尾延遲。”
多租戶
閃存設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。這意味著執行大量寫入操作的應用(比如元數據更新或流視頻)耗用NVMe設備的大量資源。
斯坦福大學的團隊實施了QoS調度程序,它可以全面了解所有租戶的整個工作負載。最大的IOPS取決于所有請求的讀取/寫入比。調度程序查看每個工作負載的服務級別目標(SLO),優先考慮注重延遲的應用而不是盡力的應用,并確保應用的SLO得到實現。
由于諸如此類的優化,ReFlex能夠做到每個核心提供高達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。
英特爾的遠見卓識者多年來一直在倡導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,使這個概念在技術上和經濟上都切實可行。隨著閃存價格暴跌,塞滿閃存的機架比以往任何時候都更經濟實惠,哪怕是數百TB的閃存。
這對我們數據密集型的未來來說是好消息。是否有任何企業存儲供應商使類似ReFlex的技術實現產品化值得拭目以待。
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原文標題:打造大規模共享閃存基礎架構
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