华为全闪存的“核芯”力量

毫无疑问，我们正在高速迈进以数据为中心的智能管理时代。不论是私人个性化的新闻阅读体验，还是企业从设计到生产和物流多个环节的精准控制，智能的数据管理、调度、挖掘和分析帮助我们加速创新，比如基于用户需要提供定制化服务，改善用户体验；精细化控制每个环节，节省管理成本；重新定义商业模式，开拓新的商业机遇。

作为企业智能化转型的利器，全闪存天生高性能的优势，为加速关键业务带来新的动力。通过芯片、网络、管理的垂直整合，华为OceanStor Dorado构建了从前端多协智能议处理芯片、SSD智能控制芯片、智能设备管理芯片端到端的芯片平台，为全闪存存储带来创新的加速方案，加速业务性能3倍，实现资源最大化利用，最终向客户提供更强性能的产品。

SSD智能控制芯片，加速SSD盘内的数据读写

SSD作为闪存的核心部件和数据载体，其本身性能和稳定性对全闪存系统的能力起到了至关重要的作用。区别于CPU、内存等电器元件，SSD盘片的设计一般不依托于存储控制器，具有一定的独立性，主要由包含SSD Controller和DRAM在内的控制单元和NAND Flash存储单元组成。控制单元负责数据读写，采用FTL（Flash Translation Layer）保存用户LBA到SSD盘内物理页面的映射关系，存储控制器向SSD盘内读数据时自带一个LBA地址，通过保存在SSD Flash的控制软件查找到LBA地址对应的物理地址，然后再从Flash中读取对应的数据返回给主机；写入数据的时候，软件写入完毕后，再去更新FTL映射表。可见，FTL是整个SSD的核心，它决定了SSD数据读写的响应速度。

为了获得极致的闪存速度，华为创新的采用SSD控制器芯片加速SSD盘内的数据读写，它将FTL算法从SSD内部的控制软件层封装到SSD控制芯片内实现，所有读取和写入FTL的操作全部由芯片完成，减少软件交互次数，有效降低IO响应的时延。举个形象的例子，在windows 95时代，开启电脑需要加载一长串复杂的代码，等待2-3分钟才可进入开机界面；在windows2010时代，电脑内置更强劲的CPU承担了代码加载的工作，所以我们不必再花费漫长的时间等待，瞬时就可进入开机界面。根据华为性能兼容性实验室实测，在低负载场景下华为SSD的读时延低至80μs，仅为业界同类SSD的60%，性能优于友商近2倍。

然而，这就够了么？答案显然不是这样！依托创新的芯片，华为首创采用FlashLink技术，从SSD控制器芯片、SSD盘片、NVMe架构和专为闪存设计的存储操作系统端到端加速，保障在开启了重删、压缩、快照等增值特性后，仍然维持0.5ms的稳定时延，有效避免高峰期业务瓶颈，实现业务3倍加速。

特别值得一提的是，基于闪存设计的存储操作系统开发了创新的盘控配合算法。众所周知，垃圾回收是影响SSD盘性能的主要因素，如何有效的控制垃圾回收成为发挥SSD盘和闪存性能的关键。华为OceanStor Dorado全闪存基于SSD和闪存操作系统，通过内部软件算法优化，让存储控制器能够实时了解SSD盘内的数据布局，并作出相应调整，从而使得存储控制器内的数据布局和SSD盘内的数据布局保持一致，控制器内的数据按照SSD盘内所需的格式写入到SSD盘内，有效避免了数据落入SSD盘后的搬迁与垃圾回收，保障了闪存系统的稳定高性能。这就是盘控配合算法的核心，具体的实现技术上采用了大块顺序写、元数据独立分区和端到端I/O优先级调整的手段。

基于SSD智能控制芯片和FlashLink技术，华为又快又稳全闪存OceanStor Dorado承载了SSD盘到存储控制器的加速，实现了0.5ms的稳定时延。

智能多协议接口芯片，加速前端网络端口数据读写

前端卡是存储必不可少的组件，应用数据通过它从服务器传输到存储阵列，目前业内可见的前端卡包括了8G/16G/32G FC、1/10/25/40/100 GE、10G FCoE等，每张前端卡仅能支持一种协议，不能灵活转换，无疑是一种浪费！为了更高效的使用前端卡，华为创新的采用了多协议接口芯片，它集成了GE/10GE/FC/FCoE多种协议接口，客户可将通过IP和FC协议承载的数据整合到同一个接口芯片中。在10GE或8/16G FC组网下只需要更换光模块部件，无需更换卡件，支持任意协议转换，极大增加了网络灵活性，降低了用户数据中心的网络建设和维护成本。

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