華為：為這個(gè)時(shí)代構(gòu)建新一代全閃存系統(tǒng)

華為已經(jīng)向存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存方向邁進(jìn)了一大步，而且華為相信由技術(shù)推動(dòng)的基礎(chǔ)架構(gòu)發(fā)展不僅是可能的，而且也是不可避免的。

華為表示，相信三種存儲(chǔ)元件的速度正在共同創(chuàng)造一個(gè)有效的、存儲(chǔ)級(jí)別的內(nèi)存驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)架構(gòu)。第一個(gè)閃存陣列時(shí)代，即Flash 1.0時(shí)代，是慢的磁盤驅(qū)動(dòng)器介質(zhì)速度和快的SAS介質(zhì)、光纖通道存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的不平衡造成的結(jié)果。

我們現(xiàn)在正進(jìn)入Flash 2.0時(shí)代，閃存介質(zhì)速度與光纖介質(zhì)上的NVMe、NVMe以及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議速度方面存在著不平衡。

這將導(dǎo)致SCM（存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存/Storage Class Memory）1.0時(shí)代的到來(lái)，在SCM介質(zhì)、NVMe和NVMeoF的速度之間取得平衡。華為致力于為這個(gè)時(shí)代構(gòu)建新一代全閃存系統(tǒng)。

該存儲(chǔ)系統(tǒng)還配備了QLC（4 bits/cell閃存）以及新的、由訪問延遲定義的存儲(chǔ)等級(jí)體系：

這個(gè)等級(jí)體系從CPU到RAM，然后是SCM、3D TLC (3 bits/cell) NAND來(lái)取代15/10K 磁盤驅(qū)動(dòng)器，3D QLC閃存取代7.2K磁盤, 然后再到磁帶。

RAM和SCM位于內(nèi)存層，SCM是第一級(jí)主存儲(chǔ)。TLC閃存是主要的永久性存儲(chǔ)層，QLC滿足一些主存儲(chǔ)需求，但主要用于備份和二級(jí)存儲(chǔ)。

SCM介質(zhì)可能來(lái)自Intel/Micron的3D XPoint、三星的Z-NAND和EverSpin的Spin-Torque MRAM，并可能于2018年出現(xiàn)在系統(tǒng)中，用于元數(shù)據(jù)和讀取緩存，并在2019年用于寫入緩存和主存儲(chǔ)。

QLC閃存將在2019年出現(xiàn)在主存儲(chǔ)中，2020年出現(xiàn)在備份中。SCM和QLC使用進(jìn)展是以產(chǎn)量增加和價(jià)格下降為前提條件的。

華為存儲(chǔ)芯片及硬件

華為正在開發(fā)的芯片級(jí)硬件會(huì)用于SSD控制、存儲(chǔ)處理和多協(xié)議組網(wǎng)。目的是通過硬件加速協(xié)同來(lái)改善和優(yōu)化存儲(chǔ)系統(tǒng)性能。

華為的存儲(chǔ)芯片開發(fā)布局

通常的硬件加速將加速RAID、Erasure Coding、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除和數(shù)據(jù)完整性字段（DIF）的工作負(fù)載。華為的多協(xié)議組網(wǎng)芯片將通過100GbitE鏈路支持Fabric、RoCE、光纖通道、FCoE和TCP卸載（TOE）的NVMe。

SSD控制器將覆蓋SAS和NVMe，支持TLC和QLC閃存，并提供5個(gè)9級(jí)別的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)。

Fusion Server、CloudEngine CE8800、OceanStor Dorado全閃存陣列及NVMe SSDs等華為產(chǎn)品都將使用這些芯片。

華為軟件存儲(chǔ)架構(gòu)

華為已經(jīng)創(chuàng)建了自己的DFV（數(shù)據(jù)功能虛擬化/Data Function Virtualisation）存儲(chǔ)軟件架構(gòu)。該DFV架構(gòu)將成為下一代存儲(chǔ)的基礎(chǔ)架構(gòu)，并將部署在公共云和私有云中。DFV架構(gòu)將于2018年部署在華為公有云中，開始提供對(duì)象服務(wù)，而后其他服務(wù)將跟進(jìn)。

該DFV架構(gòu)的特點(diǎn)：

數(shù)據(jù)功能虛擬化（Data Function Virtualization）

塊、對(duì)象、文件

數(shù)據(jù)庫(kù)

大數(shù)據(jù)

彈性

單個(gè)資源池中具備數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)

線性擴(kuò)展（容量/性能）

EB級(jí)別的容量，一臺(tái)設(shè)備中具有100億個(gè)對(duì)象

跨區(qū)域復(fù)制，跨越AZ EC

軟件定義存儲(chǔ)（Software Defined Storage）

第三方硬件支持

第三方虛擬機(jī)/容器支持

統(tǒng)一的混合云架構(gòu)

可以部署在公共云和私有云中

使用本機(jī)復(fù)制協(xié)議從/向公有云傳輸數(shù)據(jù)

統(tǒng)一的用戶體驗(yàn)

它所運(yùn)行的硬件層包括帶有SCM介質(zhì)的NVMe over Fabrics-0accessed JBOFs,華為Barreleye存儲(chǔ)系統(tǒng)、ARM支持的系統(tǒng)和COTS（商用現(xiàn)成品或技術(shù)）系統(tǒng)。

小結(jié)

在存儲(chǔ)廠商如何使用來(lái)自各大廠商的SCM、NVMe驅(qū)動(dòng)器和光纖以及 QLC的藍(lán)圖中，華為看起來(lái)很不錯(cuò)，其使用專有的內(nèi)部芯片提供SSD控制、存儲(chǔ)處理和存儲(chǔ)組網(wǎng)協(xié)議的做法是非常獨(dú)特的。

在存儲(chǔ)業(yè)界，Pure Storage具有類似的存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件專業(yè)水平，但是華為擁有更深一層的芯片級(jí)專業(yè)知識(shí)和能力。Dell EMC堅(jiān)定地將重點(diǎn)放在了利用COTS硬件上，可是程度較低，而HPE則采用了Synergy和內(nèi)存驅(qū)動(dòng)的計(jì)算方案。

如果華為能通過其DFV存儲(chǔ)軟件結(jié)合SCM/NVMe/NVMeoF/QLC存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件，那將展示出更有優(yōu)勢(shì)的性價(jià)比，其他的廠商也會(huì)對(duì)其更加關(guān)注。

NetApp已經(jīng)開始研究如何使用其Plexistor技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)NVMeoF和SCM。Pure Storage也有其通向NVME驅(qū)動(dòng)器和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的路徑。

華為的想法是避免純軟件定義存儲(chǔ)（SDS），而是讓存儲(chǔ)軟件更好地運(yùn)行在存儲(chǔ)硬件上，硬件和軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)是為了優(yōu)化系統(tǒng)級(jí)的性價(jià)比，使其超越SDS+COTS硬件系統(tǒng)可以提供的性價(jià)比。

華為可以繪制出一個(gè)一致的、統(tǒng)一的硬件和軟件方案，使現(xiàn)有客戶放心，并吸引更多潛在客戶關(guān)注。