大數據時(shí)代 元存PCI Express固態(tài)硬盤(pán)服務(wù)器解決方案

　　【行業(yè)背景】

　　如今是信息大爆炸的時(shí)代，是網(wǎng)絡(luò )的世界。未來(lái)大數據將如同基礎設施一樣，有數據提供方、管理者、監管者，數據的交叉復用將大數據變成一大產(chǎn)業(yè)。服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò )中心的核心幾乎承載著(zhù)用以數據的產(chǎn)生、交換的所有應用;信息化高速發(fā)展，存儲的容量和性能變得愈發(fā)重要，對于存儲陣列中的硬盤(pán)來(lái)說(shuō)，其性能水平、穩定性、I/O和組建陣列的靈活擴建方面成為存儲重要的選購依據，同時(shí)采用多個(gè)小容量硬盤(pán)堆疊、對硬盤(pán)采取池化措施的虛擬化技術(shù)等措施均被利用于提升存儲IOPS。而到了今天我們卻發(fā)現，真正到了大數據時(shí)代，存儲實(shí)際上已經(jīng)遇到了瓶頸，而目前彌補這一性能瓶頸的手段之一就是固態(tài)硬盤(pán)。板載PCI Express接口與CPU、內存數據的通訊和傳輸效率比傳統的SATA/SAS接口高很多，在未來(lái)數據中心和終端平臺上擁有廣闊的發(fā)展機遇。

　　智能城市大數據的特征(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ))

　　智能城市大數據的特征(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ))

　　【客戶(hù)需求】

　　“信息將成為‘二十一世紀的石油’。”(Gartner，2010年)“數據正在成為商業(yè)的新型原材料：經(jīng)濟投入幾乎相當于資本與勞動(dòng)力。”(援引《經(jīng)濟學(xué)家》，2010年)，隨著(zhù)當前信息化的高速發(fā)展，商家對服務(wù)器平臺的要求越來(lái)越高，由此產(chǎn)生了下列問(wèn)題：

　　一、如何提高現有服務(wù)器存儲空間?

　　二、在終端使用時(shí)，如何減少客戶(hù)等待時(shí)間，快速運行設備，提高客戶(hù)滿(mǎn)意度?

　　三、如何在現有情況下，降低設備使用功耗，節約運行成本?

　　四、如何提升設備帶寬及IOPS?

　　五、如何在高溫、長(cháng)時(shí)間作業(yè)等情況下，確保設備的安全性與可靠性?

　　【解決方案】

　　根據客戶(hù)的需求，元存作為寬溫級SSD固態(tài)硬盤(pán)專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家，推出一款基于PCIe接口協(xié)議的寬溫級服務(wù)器存儲解決方案。滿(mǎn)足幾何級增長(cháng)的密集IO類(lèi)應用，較之傳統機械硬盤(pán)在IO性能有巨大提升。元存研發(fā)團隊一致指出只有解決存儲IO瓶頸問(wèn)題，加速數據讀寫(xiě)性能才能維持業(yè)務(wù)穩定運行，提升用戶(hù)體驗效果。

　　元存寬溫級PCI Express固態(tài)硬盤(pán)存儲卡采用特殊的驅動(dòng)器通過(guò)PCI總線(xiàn)進(jìn)行直接存儲器訪(fǎng)問(wèn)(Direct Memory Access，簡(jiǎn)稱(chēng)DMA)，而非只是將閃存或DRAM內存封裝成SCSI連接的硬盤(pán)驅動(dòng)器。從I/O延遲角度上講，這是一種完全的改變，使得隨即讀寫(xiě)性能比當前最快的存儲陣列成數量級的提升。還能幫助IDC服務(wù)器機房，在電價(jià)不斷上漲，飽受成本困擾的情況下也是大幅降低電費的絕佳方案，甚至將傳統服務(wù)器機箱重新設計，把現有服務(wù)器空間縮到一半。

　　【方案優(yōu)勢】

　　一、簡(jiǎn)化存儲路徑，解決存儲IO瓶頸

　　服務(wù)器的存儲方式主要分為本地硬盤(pán)存儲系統、磁盤(pán)陣列存儲系統及PCI-e 固態(tài)硬盤(pán)存儲系統，這三種存儲方式均能協(xié)助服務(wù)器硬盤(pán)提升性能，但是最后一種使用PCIe SSD系統相比前面兩種存儲方式能夠提供高達60萬(wàn)隨機讀IOPS性能，以及16Gbps讀寫(xiě)帶寬，滿(mǎn)足客戶(hù)對高IO、高帶寬的業(yè)務(wù)需求。PCI Express SSD卡通過(guò)PCIe總線(xiàn)直接與CPU通信，縮短存儲訪(fǎng)問(wèn)路徑，再結合Flash的高速讀寫(xiě)性能，極大的提升存儲性能，解決存儲IO瓶頸。

　　二、提供大容量數據存儲空間，數據緩存空間更大

　　元存寬溫級PCI Express固態(tài)硬盤(pán)存儲卡支持1TB、2TB、4TB、8TB容量選擇，客戶(hù)可根據服務(wù)器設備性能及需求選擇產(chǎn)品容量，拓展服務(wù)器存儲空間。支持磁盤(pán)陣列組合模式，將多塊PCI Express卡共同組建大容量存儲空間。

　　三、提供快速讀寫(xiě)性能，加快設備運行及反應速度

　　元存寬溫級PCI Express固態(tài)硬盤(pán)存儲卡采用PCI Express3.0接口標準，根據總線(xiàn)位寬不同，支持PCI Express X8、X16兩種插槽模式。PCI Express3.0理論帶寬10GB/s，信號頻率8GT/s，編碼方案128b/130b。從官方給出的產(chǎn)品規格書(shū)中可以看出，最大讀寫(xiě)速度為4500/3600MB/s，平均存取時(shí)間0.04ms，讀寫(xiě)性能應用于服務(wù)器中將大大提供運行效率，滿(mǎn)足大部分客戶(hù)需求。

　　元存PCI Express3.0 2U固態(tài)硬盤(pán)正面圖

　　元存PCI Express3.0 3U固態(tài)硬盤(pán)正面圖

　　一、低功耗，降低運行成本，提高產(chǎn)品壽命;

　　五、嚴格測試流程，確保產(chǎn)品穩定性、安全性，在惡劣作業(yè)環(huán)境中保持常態(tài)作業(yè)

　　服務(wù)器硬盤(pán)幾乎是48小時(shí)不停地運轉，承受著(zhù)巨大的工作量，因此服務(wù)器硬盤(pán)安全性及穩定性起到尤為重要的作用。PCI Express固態(tài)硬盤(pán)采用寬溫級固態(tài)硬盤(pán)專(zhuān)用主控方案，搭載優(yōu)質(zhì)寬溫級MLC閃存Flash芯片，從產(chǎn)品零器件把控產(chǎn)品質(zhì)量。

　　元存PCI Express 3.0 2U讀寫(xiě)性能ATTO測試截圖

　　元存PCI Express 3.0 2U產(chǎn)品讀取穩定性測試截圖

　　元存PCI Express 3.0 2U產(chǎn)品寫(xiě)入穩定性測試截圖

　　在品質(zhì)方面，元存精選優(yōu)質(zhì)寬溫元器件，確保產(chǎn)品每個(gè)元器件均符合軍規、工規行業(yè)標準，同時(shí)嚴苛的高低溫測試、延誤測試、跌落測試、機械沖擊測試、振動(dòng)測試、ESD測試、常溫高濕操作測試、冷熱沖擊測試及兼容性測試等方面進(jìn)行全面的檢測，從外在的防物理沖撞到內部防靜電、防信號干擾等全面保障產(chǎn)品運行地穩定性及安全性。嚴苛的長(cháng)時(shí)間高低溫測試，促使PCI Express固態(tài)硬盤(pán)在-40℃~+85℃溫度范圍內持續長(cháng)時(shí)間高負荷作業(yè)。

　　元存PCI Express固態(tài)硬盤(pán)生產(chǎn)設備

　　六、高性?xún)r(jià)比，兼容性更強

　　針對硬盤(pán)與服務(wù)器的兼容性問(wèn)題，元存對此作出了全面的檢測方案，包括斷電測試(驗證產(chǎn)品在非正常斷電情況下的兼容與可靠性)、安裝操作系統測試(驗證產(chǎn)品模擬客戶(hù)安裝操作系統的兼容性)、系統重啟測試(驗證產(chǎn)品在操作系統重啟下的兼容性)、影音播放測試(驗證產(chǎn)品在操作系統中影音播放的兼容性)、大數據拷貝測試(驗證產(chǎn)品在操作系統進(jìn)行大數據拷貝的兼容性)、壓力測試(驗證產(chǎn)品在壓力測試的兼容與穩定性)等，確保產(chǎn)品在斷電、重啟、沖擊等環(huán)境下的兼容性問(wèn)題，提高產(chǎn)品適應能力。

　　七、適應振動(dòng)、跌落、腐蝕、潮濕、寬溫等惡劣作業(yè)環(huán)境

　　元存專(zhuān)注于寬溫級固態(tài)硬盤(pán)的研發(fā)及生產(chǎn)，其他產(chǎn)品均符合國際寬溫級固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品標準。內部采用固態(tài)硬盤(pán)相同構架，沒(méi)有復雜的零器件，使產(chǎn)品在振動(dòng)、沖擊、跌落等狀態(tài)下常態(tài)作業(yè)。

　　【方案硬件特色】

　　元存寬溫級PCI Express固態(tài)硬盤(pán)是專(zhuān)業(yè)為服務(wù)器硬盤(pán)開(kāi)發(fā)的一款產(chǎn)品，支持Windows XP,Windows 7,Windows 8.1,Windows 2003,Windows 2008，DOS，Linux,Unix系統，滿(mǎn)足不同行業(yè)不同系統應用需求。采用主控搭載閃存客戶(hù)的內部構建模式，提供安靜的作業(yè)環(huán)境。PCB板采用多層板設計，提升抗信號干擾能力。

　　在產(chǎn)品散熱方面，元存PCI Express固態(tài)硬盤(pán)自帶迷你小風(fēng)扇，在產(chǎn)品開(kāi)始作業(yè)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，及時(shí)為硬盤(pán)降溫散熱。

　　針對用戶(hù)關(guān)心的數據可靠性問(wèn)題，元存提供可靠性鐵三角方案，全方位、全時(shí)段保護客戶(hù)數據。鐵三角由提前預防、實(shí)時(shí)保障和事后補救三個(gè)部分組成。

　　一、提前預防

　　1.采用定期巡檢數據，預防數據出錯，搬移出錯數據，確保錯誤不累積

　　2.通道間冗余、資源共享，確保在多個(gè)芯片故障下能正常工作

　　3.數據分類(lèi)技術(shù)：減少數據寫(xiě)放大，提升Flash擦寫(xiě)壽命

　　二、實(shí)時(shí)保障

　　1.采用動(dòng)態(tài)及靜態(tài)的磨損平衡算法

　　2.超強的ECC糾錯能力，確保成功寫(xiě)入數據

　　3.TRIM技術(shù)：高效回收閑置Flash數據塊，確保性能最優(yōu)

　　三、事后補救

　　1.采用內置動(dòng)態(tài)RAID5避免單顆Flash損壞導致數據丟失

　　2.掉電保護，確保數據在異常掉電情況下，數據仍可完整保存

　　【 應用 范圍 】

　　元存寬溫級PCI Express固態(tài)硬盤(pán)適用于搜索引擎、Cache、數據庫、視頻服務(wù)等隨機讀寫(xiě)操作頻繁和IOPS 要求較高的業(yè)務(wù)，具有高性能、高IOPS、高可靠、易維護等優(yōu)點(diǎn)。主要應用于：

　　1.金融服務(wù)高頻率交易平臺、生命科學(xué)以及能源方面的高性能計算(HPC)服務(wù)器;

　　2.Web 2.0，如Facebook、微博等;

　　3.關(guān)系數據庫。熱文件、索引、元數據都可以被放置在SSD中作為緩存使用。數據也可以被放置其中。當有查詢(xún)、排序和計算操作時(shí)，數據庫反應速度可以成倍地增加。

　　在IO密集、延遲敏感型業(yè)務(wù)系統的使用中，一張PCI-e固態(tài)硬盤(pán)存儲卡的服務(wù)器業(yè)務(wù)處理能力超過(guò)多臺服務(wù)器總和，可大幅減少服務(wù)器采購數量，降低系統的CAPEX。

　　【關(guān)于元存】

　　元存是一家集設計、研發(fā)、生產(chǎn)及銷(xiāo)售為一體的專(zhuān)業(yè)固態(tài)硬盤(pán)實(shí)力廠(chǎng)家，公司從事SSD固態(tài)硬盤(pán)已有十年的發(fā)展歷程，旗下工業(yè)級固態(tài)硬盤(pán)覆蓋0℃~70℃、-20℃~+75℃、-40℃~+85℃及-55℃~+105℃溫度范圍，產(chǎn)品接口類(lèi)型覆蓋SAS、PCI Express、SATAII、SATAIII、mSATA、HalfSlim、PATA、CF、ZIF、CF卡、CFast、SATA DOM、IDE DOM、USB DOM等接口類(lèi)型寬溫級固態(tài)硬盤(pán)，是目前固態(tài)硬盤(pán)行業(yè)產(chǎn)品線(xiàn)最齊全的廠(chǎng)家之一。滿(mǎn)足消費級、工業(yè)級、企業(yè)級及軍工級用戶(hù)使用，同時(shí)公司提供OEM/ODM客戶(hù)定制化服務(wù)解決方案。

　　元存產(chǎn)品在價(jià)格及產(chǎn)品性能方面均比其他廠(chǎng)家存在很大的優(yōu)勢。元存嚴格把關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，為客戶(hù)提供最高的產(chǎn)品性?xún)r(jià)比。2015年11月，元存榮獲《國家高新技術(shù)企業(yè)認證》，元存產(chǎn)品、產(chǎn)品技術(shù)及創(chuàng )新能力等均得到了國家的認可，將繼續為客戶(hù)提供更為安全、穩定、高性能的產(chǎn)品解決方案。