随着数字经济蓬勃发展全球云服务市场持续稳健增长。根据gartner统计,2021年全球公有云市场规模达到3307亿美元,增速32.5%。canalys数据显示,2021年中国云基础设施服务市场规模增长45%,达到274亿美元。预计2026年中国市场规模将达到850亿美元,五年复合年增长率为25%。
在智能化、数字化趋势下,基础设施市场增长强劲,如何降本增效,开拓创新业务是当前企业热议的话题。继推出zns ssd之后,浪潮存储针对云服务市场推出了基于单根高速直通i/o虚拟化技术(single-root i/o virtualization,简称sr-iov)的自研企业级nvme ssd产品,实现降本增效。
浪潮ssd
什么是sr-iov?
sr-iov,是一个外围组件快速互连(pcie)的标准体系结构。基于这种结构,上层系统的虚拟层可以对服务器存储盘io进行管理及共享。传统io虚拟化方案占用pcie插槽硬件和cpu资源较多且具有高延迟、低性能、低隔离性等短板,能克服这些痛点的基于sr-iov硬件i/o虚拟化凯发k8官网下载的解决方案迎来广阔的市场空间。
例如,某互联网一线云服务供应商,可以提供不同的云硬盘出售服务,包括提供不同容量、带宽、iops的qos服务。一个宿主机支持多个提供ssd存储服务的虚拟机,并且ssd的容量(50g/100g/150g等)可以由终端客户(虚拟机的购买者)进行自主选择,同时要求每个虚拟机都要保证服务质量。这就对ssd设置了技术"门槛":其一ssd要实现性能隔离,每个mini-ssd使用特定额度的性能且互不影响;其二ssd要能支持qos控制,实现性能分售,保证每个mini-ssd性能负载均衡;其三,达到性能极限,让多个mini-ssd性能总和贴近一个完整ssd的性能,最大化发挥硬件资源潜力。
浪潮ssd:基于sr-iov,释放闪存潜力
针对互联网用户需求,浪潮存储基于第二代自研pcie 4.0 nvme ssd实现i/o虚拟化(sr-iov)功能,支持1个物理功能(pf)和127个虚拟功能(vf)。浪潮ssd能够将主控所支持的1025个队列和中断,通过虚拟化管理命令动态地将资源虚拟化队列(vq)和虚拟中断(vi)分配给不同的虚拟功能,每个虚拟功能支持65个虚拟队列和虚拟中断。同时浪潮ssd将整个ssd的用户存储动态分配为128个命名空间(namespace),将其自由地关联到不同的虚拟功能上,进行逻辑区块地址(lba)的隔离,保证每个命名空间的最大读带宽/写带宽、最大读iops/写iops。如下图所示,
sr-iov ssd架构图
浪潮存储自研ssd ns8600g2将nvme ssd与sr-iov结合,在多个虚拟机情况下进行物理资源共享,虚拟机可直接访问硬件资源,降低宿主机的cpu利用率,充分发挥ssd的高性能。在虚拟化和云计算场景下,浪潮企业级ssd借助sr-iov虚拟化技术可以减少用户所需pcie设备数量,同时使用nvme ssd能够实现多命名空间管理,不同命名空间分配给不同的虚拟主机,从而达到数据io相互隔离和qos性能保障的目标。
浪潮ssd通过将底层高速存储介质和sr-iov特性的结合,降本增效显著,具体如下:
一是高qos:无需软件虚拟层或者硬件卡,虚拟化损耗低,算力与io实现同路径,延迟降低60%以上;
二是节约成本:节省主板pcie插槽资源和额外pcie卡的运维开销,对比加速卡方案节约成本;
三是虚拟层精细化:以更高能效比卸载cpu算力约10%,支持多虚拟机环境下的ssd的空间隔离,虚拟化算力由各个ssd控制器承接,虚拟化管理更加精细精准。
近年来,浪潮存储持续加大研发投入和创新,将底层硬件核心部件技术与用户应用场景需求紧密结合,发挥闪存的高效、可靠、绿色优势,以技术创新优化产品方案助力关键行业实现突破应用,全面释放数据价值,加速数字化转型。
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