IO每秒传输量新突破!FPGA助力实现四倍速率提升

作者:清风流云

近年来,大量数据的计算和存储被推回到数据中心,包括数据前端或者是数据云端。从而导致企业级或者是超大规模数据中心的主机应用程序都必须有非常高的可靠性,以满足成百上千万的用户的需求,同时每天要完成数十亿的数据传输。Smart IOPS 公司积极发挥flash存储的潜能以满足急剧增大的工作量和速度需求。

Smart IOPS作为存储方案supplier 中的领头羊,它推出TruRandom™技术,这项技术对于当代及下一代数据中心应用中的flash技术都具有深远的影响。利用TruRandom™技术,Smart IOPS SSD使得它的SSD的I/O速率和带宽持续提高,完美的解决了现代数据中心的I/O传输瓶颈。Smart IOPS 推出的flash存储方案使得云服务供应(CSP),高性能计算(HPC)以及企业数据中心可以可靠性的实现I/O密集型应用。

上周,在美国盐湖城举办的超级计算机大会(SC16)上,Smart IOPS展示了一款FPGA驱动的数据引擎NvMe SSD(同时技嘉科技(GIGABYTE)推出了他们目前随机读写速度最快NvMe服务器,此服务器应用了这款SSD),这款SSD的IOPS速率高达1.7M,相比普通的NVMe SSD的IO速率要快四倍。其实现的秘诀就在于,这款SSD,不仅是将程序在Xilinx Kintex UltraScale FPGA上硬件化运行,同时结合了Smart IOPS的TruRandom技术,这项技术的核心是将模式识别启示法应用于FPGA中,从而加速主机CPU与数据引擎Flash存储器之间的读写传输。其亮点也在于使数据的随机有序传输可以在不经意间就已经迅速的完成。

图1 Smart IOPS Data Engine NVMe SSD

图1 Smart IOPS Data Engine NVMe SSD

同时,Smart IOPS提供的数据引擎NVMe SSD 支持2到10TB的传输带宽,主要分为三种类型:T2,t2D,和T4。其中T2的数据引擎主要应用于16nm的MLC NAND Flash存储器;T2D数据引擎应用于3D MLC NAND Flash 存储器;T4数据引擎应用于15nm的MCL NAND Flash存储器。不同类型的flash对传输速率的影响如下表说明:

图2 Smart IOPS Data Engine NVMe SSD specification

图2 Smart IOPS Data Engine NVMe SSD specification

此外,在一些机架式flash上,Smart IOPS集成了多个数据引擎SSD。同时,在Xilinx Kintex UltraScale 板上FPGA实现了Smart IOPS 数据引擎的所有功能,包括PCIe Gen3主机接口;NAND flash控制等。同时公司还对这项技术的应用申请了专利保护。

为什么会选择Xilinx FPGA呢?
对于这个问题,Smart IOPS的首席运行官 RK Nair提到“我们之所以选择在Xilinx FPGA 上实现我们的TruRandom技术,是为了可以最快的使我们的技术上市,从而为广大用户提供不同于往年的空前的高性能NVMe SSD,更主要的是在节省上百万美元的开发经费的同时,可以为我们的用户提供更先进的平台,在未来更具有竞争力的flash存储方案。”

可见,FPGA可以实现技术的最快速度上市,这一点是ASCI完全无法匹敌的,同时还可以节省开发经费。而Xilinx作为FPGA行业中的领头羊,一定可以在未来的FPGA市场中越走越远的。

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