2014云计算大会之数据中心的融合架构与存储论坛——为全球数据中心加速提供存储创新方案
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
21
80x
1根光纤上传送 8Tbps 1根光纤上传送 80 波长
20%+缩减：网络总功耗
Proprietary and Confidential
内容
中国——存储增长的驱动之源
数据中心发展趋势
案例分析 PMC为全球数据中心所做创新一览
22
Proprietary and Confidential
PMC 的产品应用于三类存储市场
100G+ 网络
HD技术
软件
7
Proprietary and Confidential
新负载导致新架构的诞生
虚拟化重新定义了计算与I/O之间的关系 大数据定义了新类别： 计算存储 （CompuStore）
应用 服务器 1 服务器 2 服务器 3 服务器 #
App 1 VM 1
“GOS”
App 2-3 VM 2
4
Proprietary and Confidential
业务的根本性转变
中国大陆及台湾的 OEMs 和 ODMs 是主要数据中心的核心供应商
OEMs
中国大陆 & 台湾
ODMs
PMC作为生态系统中的领军公司，必须从根本上改变其基础设施的配置， 对中国地区提供全面支持
5
Proprietary and Confidential
DC-DC 光连接能力
PMC正全面投入，力求实现构建下一代数据中心的目标
10
Proprietary and Confidential
模块化计算存储架构
用 “便捷 式” 砖块构 建易 于扩展 的存 储
技术模块 软件模块
RAID
IOC Switching
解决方案 模块
HBA
定制
交换 高速缓存 管理 安全性 标准
Proprietary and Confidential
用 SAS 做解耦合
服务器 节点1 HBA #1 服务器 节点2 HBA #2 服务器 节点3 HBA #3 服务器 节点4 HBA #N
N Compute nodes
SAS 交换机
JBOD #1
JBOD #N
JBOD #1+M
JBOD #N+M
PCI SSD
785,000 IOPs 50 us 3,200 MB/s
改善
+1965x +100x +16x
软件开销大 速度慢 离 CPU远
15 Proprietary and Confidential
软件开销低 速度快 离 CPU近
分 布式数 据中 心架 构 驱动 大规模 数据 中心之 间的 带宽需 求
x2 x2
x2Βιβλιοθήκη Baidu
x2
x2 x2
x2
x2
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
19
Proprietary and Confidential
案例分析 : “ 写高速缓存缓冲区” 闪存 2.0 时代 超越 SSD 挑战:
− 数据中心去集中化以降低应用延迟，改善冗余度／灾难修复
需要高容量的传送网络来进行分布式数据中心之间的互联
16 Proprietary and Confidential
内容
中国——存储增长的驱动之源
数据中心发展趋势
案例分析 PMC为全球数据中心所做创新一览
17
Proprietary and Confidential
PMC HBA
数据中心定制的 存储服务器
CPU Complex (Specialized MB) Custom Mezz Card
IOC
解决方案:
Software
PMC 6G/12G RoCs & IoCs
− − − Adaptec-by-PMC 的软件 管脚兼容 高达24端口密度
PMC RAID-On-Chip Controller
Taobao:148,000 淘宝 : 148,000位 unique visitors 不同访客
苏宁：1,042份订单
当当网：10 份订单 JD:486 orders 京东： 486份订单 UC: 打开4,600,000次
3
Proprietary and Confidential
中国正迅速成为全球存储市场的领军者
企业级 存储系统
行业 标准服务器
超大规模 数据中心
PMC产品驱动着全球领先的存储解决方案
23
Proprietary and Confidential
PMC 完整的产品线
嵌入式解决方案
为定制的超大规模存储服务器提 供模块化解决方案
IOC
SmartHBA 解决方案
云计算
扩展器解决方案
最高的端口密度 & 最佳性能
写高速缓存缓冲区
高速缓存层
元数据 “热”数据 写缓冲 “冷” 数据 回写
类似 DRAM的耐用度及随机访问延迟
类似闪存的持续性及保持期
Flash DDR3 Flash DDR3
Flash DDR3 Flash DDR3
Flash DDR3 Flash DDR3
Flash DDR3 Flash DDR3
中国活跃移动设备 超过美国
*Source: IDC
存储营收增长 +11% CAGR
*Source: IDC
阿里巴巴交易量比Amazon和 eBay加起来还要大
In 2016年, 中国将建成全球最大的 数据中心—— 6.3M 平方英尺
亚太区售出的原始存储设备总量超过 全球其他地区
*Source: IDC
为全球数据中心加速提供存储创新方案
PMC公司副总裁兼企业存储产品事业部总经理 Travis Karr
1
内容
中国——存储增长的驱动之源
数据中心发展趋势
案例分析 PMC为全球数据中心所做创新一览
2
Proprietary and Confidential
中国互联网每分钟发生的事件一览
智能手机: 售出201台 苹果公司： 收入80,000元 中国联通: 收入14,000元 中国电信: 收入28,000元 中国移动: 收入246,000元 Baidu:3.47 million 百度：搜索 searches 3,470,000次 应用：13,000份下载 迅雷：11,000 GB 下载 搜狐: 12,500位访客 PC: 售出153台 Qzone: 上传13,900张照片 Tencent: income of 8,500 腾迅：收入 8,500 元 yuan Alipay: 73,000 deals 支付宝： 73,000 次交易 Sina: 96,000 blog Sina: 96,000 份博文 updates 上传
眼下 SAS 解耦合方案可以采用 SAS 交换机的架构来实现 未来将进化为PCIe 交换的架构
14 Proprietary and Confidential
性能 （闪存） vs. 容量（ HDD ）
硬盘 不再能满足性能及容量需求
鸿沟加深
容量
速度
存储
性能
处理量 延迟 带宽
15K RPM HDD
400 IOPs 15,000 us 200 MB/s
SAS/SATA 高性能
高密度
机架架构 X
机架架构 Y
机架架构 Z
11
Proprietary and Confidential
为什么采用存储解耦合方案？
− − −
数据中心消耗全世界1.5%的能源*
两亿一千万公吨二氧化碳 三千亿升水 每年能耗成本两百七十亿美金
运营温度每降低一度意味着节省4%的运营成本
案例分析 : “ 模块化存储控制器解决方案 ”
标准的存储服务器
挑战:
服务器硬件配置数量庞大
CPU Complex (Standard MB)
RAID Adapter or HBA
PMC RAID Adapter
原生HBA, 基本RAID, 全 RAID
推出无源背板，降低成本，去除扩展器 管理工具的兼容性 高性能要求， SSD 支持
业界领先的扇出式方案 & 信号完整度!
RAID 解决方案
Flash 解决方案
NVMe兼容的 闪存控制器!
24
Proprietary and Confidential
8 系列产品的行业测评： 惊人的吞吐量
Adaptec-by-PMC 6G/12G RAID 阵列卡& HBAs
好处:
PMC 在满足所有数据中心要求的前提下，为
OEM/ODM实现了TCO最优化
PMC IOC
18
Proprietary and Confidential
案例分析: “进化中的全闪存存储”
挑战:
扩展至超过16个 SSD 扩展至> 1M IOPs 性能扩展，而无需损失存储密度
解决办法:
部署100G 相干DWDM 技术 PMC DIGI OTN 处理器 使得复用转发器可以将 Nx10GE/Nx40GE 端口汇聚到100G 上
100G Muxponders
之后
好处 :
10x 缩减 ：收发器及WDM 复用转发器 10x 缩减：光纤使用
800x10GE or 200x40GE 端口
城市内数据中心
多个城市的数据中心
1-2Tbps 8-10Tbps
<80km 80-1000km
数据中心为什么变成分布式的了？
1. 数据中心中的服务器/存储的增长速度比物理上的基础设施增长要快
− 一个虚拟化的数据中心中虚拟化了的服务器安放在多个分离的“岛”上，之间距离高达80km
2. “客户体验” 导致了地理上分隔的数据中心的存在——〉更接近用户
内容
中国——存储增长的驱动之源
数据中心发展趋势
案例分析 PMC为全球数据中心所做创新一览
6
Proprietary and Confidential
数据 正推动着数据中心的变革
可靠性 & 安全性 “按需定制的” 基础设施
总量
总拥有成本降低
种类
应用性能调节
速度
驱动新技术革新，包括多个方面：
加密
架构
闪存技术
Flash DDR3 Flash DDR3
解决办法:
PMC NVMe 闪存控制器
“闪存作为内存”
超高 IOPS 和带宽 高容量集成的DRAM和闪存 绿色电源备份实现快速备份及恢复
DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3
解决方案:
基于PCIe的闪存阵列以及 基于PMC NVMe 闪存控制器的 SSD 至多支持 8TB SSD
OEM 专用的存储系统前端
Root Complex Root Complex
PCIe Switch
PCIe Switch
…
…
x2
x2 x2
x2 x2
x2 x2
x2 x2
x2 x2
x2 x2
20
Proprietary and Confidential
案例分析： “数据中心之间的光连接”
之前
10G Transponders 光纤
挑战:
租用黑光纤/传送业务费用很高 带宽扩大从而增加了网络复杂度和管理难度
TXP
TXP
800x 10GE 端口
800x
10根光纤上传送 8Tbps 10根光纤上传送 800 波长
存储的部分隔断并加热空气流，因此 在每台服务器上都需要更多能源 来冷 却气流 为什么要 除掉存储的部分？
*Source: Intel 2009
12
Proprietary and Confidential
解耦合带来构架上的灵活性
存储服务器
计算
为计算存储（CompuStore）节点动态增加硬盘
存储
13
“MSFT”
App 3-10 VM 3
“LINUX”
App #
VM 4
“GOS”
vNIC’s/v交换机
虚拟层
vHBA’s/vSAN
元数据& K/V 对
应用 1
应用#
集中式存储
分布式存储
“服务器 虚拟化& IAAS”
1 服务器 -> 多个应用
对混合式（SSD）存储分层日益增长的需 求 新兴的基于服务器的存储局域网
大规模下的高效性：多种负载通用的架构设计
9 Proprietary and Confidential
亟需创新
创 建遍布 全球 的新兴 数据 中 心
模块化、软硬件兼容的构件
闪存的第二个纪元 :
闪存作内存、密度、新介质类型
业务重组以支持中国的 新供应链
存储和计算的超级、灵动的连接
数据中心之间的Tbps光连接
8 Proprietary and Confidential
“大数据”
1 个应用-> 多台服务器
每个节点上高密度存储的需求日盛 针对应用的性能以及尺寸定制
云计算存储架构
ToR ToR ToR ToR ToR
机架的元素: “存储服务器” 计算节点
数据节点
平衡节点
“存储服务器” 的需求:
• • • • • • • 机架构架的密度 功耗及空间的高效利用 多种性能需求 （各项指标） 多种存储密度 不同的低延迟 (SSD) 负载优化 (SDS) 管理软件控制 (SDS)
80x
1根光纤上传送 8Tbps 1根光纤上传送 80 波长
20%+缩减：网络总功耗
Proprietary and Confidential
内容
中国——存储增长的驱动之源
数据中心发展趋势
案例分析 PMC为全球数据中心所做创新一览
22
Proprietary and Confidential
PMC 的产品应用于三类存储市场
100G+ 网络
HD技术
软件
7
Proprietary and Confidential
新负载导致新架构的诞生
虚拟化重新定义了计算与I/O之间的关系 大数据定义了新类别： 计算存储 （CompuStore）
应用 服务器 1 服务器 2 服务器 3 服务器 #
App 1 VM 1
“GOS”
App 2-3 VM 2
4
Proprietary and Confidential
业务的根本性转变
中国大陆及台湾的 OEMs 和 ODMs 是主要数据中心的核心供应商
OEMs
中国大陆 & 台湾
ODMs
PMC作为生态系统中的领军公司，必须从根本上改变其基础设施的配置， 对中国地区提供全面支持
5
Proprietary and Confidential
DC-DC 光连接能力
PMC正全面投入，力求实现构建下一代数据中心的目标
10
Proprietary and Confidential
模块化计算存储架构
用 “便捷 式” 砖块构 建易 于扩展 的存 储
技术模块 软件模块
RAID
IOC Switching
解决方案 模块
HBA
定制
交换 高速缓存 管理 安全性 标准
Proprietary and Confidential
用 SAS 做解耦合
服务器 节点1 HBA #1 服务器 节点2 HBA #2 服务器 节点3 HBA #3 服务器 节点4 HBA #N
N Compute nodes
SAS 交换机
JBOD #1
JBOD #N
JBOD #1+M
JBOD #N+M
PCI SSD
785,000 IOPs 50 us 3,200 MB/s
改善
+1965x +100x +16x
软件开销大 速度慢 离 CPU远
15 Proprietary and Confidential
软件开销低 速度快 离 CPU近
分 布式数 据中 心架 构 驱动 大规模 数据 中心之 间的 带宽需 求
x2 x2
x2Βιβλιοθήκη Baidu
x2
x2 x2
x2
x2
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
PCIe SSD
19
Proprietary and Confidential
案例分析 : “ 写高速缓存缓冲区” 闪存 2.0 时代 超越 SSD 挑战:
− 数据中心去集中化以降低应用延迟，改善冗余度／灾难修复
需要高容量的传送网络来进行分布式数据中心之间的互联
16 Proprietary and Confidential
内容
中国——存储增长的驱动之源
数据中心发展趋势
案例分析 PMC为全球数据中心所做创新一览
17
Proprietary and Confidential
PMC HBA
数据中心定制的 存储服务器
CPU Complex (Specialized MB) Custom Mezz Card
IOC
解决方案:
Software
PMC 6G/12G RoCs & IoCs
− − − Adaptec-by-PMC 的软件 管脚兼容 高达24端口密度
PMC RAID-On-Chip Controller
Taobao:148,000 淘宝 : 148,000位 unique visitors 不同访客
苏宁：1,042份订单
当当网：10 份订单 JD:486 orders 京东： 486份订单 UC: 打开4,600,000次
3
Proprietary and Confidential
中国正迅速成为全球存储市场的领军者
企业级 存储系统
行业 标准服务器
超大规模 数据中心
PMC产品驱动着全球领先的存储解决方案
23
Proprietary and Confidential
PMC 完整的产品线
嵌入式解决方案
为定制的超大规模存储服务器提 供模块化解决方案
IOC
SmartHBA 解决方案
云计算
扩展器解决方案
最高的端口密度 & 最佳性能
写高速缓存缓冲区
高速缓存层
元数据 “热”数据 写缓冲 “冷” 数据 回写
类似 DRAM的耐用度及随机访问延迟
类似闪存的持续性及保持期
Flash DDR3 Flash DDR3
Flash DDR3 Flash DDR3
Flash DDR3 Flash DDR3
Flash DDR3 Flash DDR3
中国活跃移动设备 超过美国
*Source: IDC
存储营收增长 +11% CAGR
*Source: IDC
阿里巴巴交易量比Amazon和 eBay加起来还要大
In 2016年, 中国将建成全球最大的 数据中心—— 6.3M 平方英尺
亚太区售出的原始存储设备总量超过 全球其他地区
*Source: IDC
为全球数据中心加速提供存储创新方案
PMC公司副总裁兼企业存储产品事业部总经理 Travis Karr
1
内容
中国——存储增长的驱动之源
数据中心发展趋势
案例分析 PMC为全球数据中心所做创新一览
2
Proprietary and Confidential
中国互联网每分钟发生的事件一览
智能手机: 售出201台 苹果公司： 收入80,000元 中国联通: 收入14,000元 中国电信: 收入28,000元 中国移动: 收入246,000元 Baidu:3.47 million 百度：搜索 searches 3,470,000次 应用：13,000份下载 迅雷：11,000 GB 下载 搜狐: 12,500位访客 PC: 售出153台 Qzone: 上传13,900张照片 Tencent: income of 8,500 腾迅：收入 8,500 元 yuan Alipay: 73,000 deals 支付宝： 73,000 次交易 Sina: 96,000 blog Sina: 96,000 份博文 updates 上传
眼下 SAS 解耦合方案可以采用 SAS 交换机的架构来实现 未来将进化为PCIe 交换的架构
14 Proprietary and Confidential
性能 （闪存） vs. 容量（ HDD ）
硬盘 不再能满足性能及容量需求
鸿沟加深
容量
速度
存储
性能
处理量 延迟 带宽
15K RPM HDD
400 IOPs 15,000 us 200 MB/s
SAS/SATA 高性能
高密度
机架架构 X
机架架构 Y
机架架构 Z
11
Proprietary and Confidential
为什么采用存储解耦合方案？
− − −
数据中心消耗全世界1.5%的能源*
两亿一千万公吨二氧化碳 三千亿升水 每年能耗成本两百七十亿美金
运营温度每降低一度意味着节省4%的运营成本
案例分析 : “ 模块化存储控制器解决方案 ”
标准的存储服务器
挑战:
服务器硬件配置数量庞大
CPU Complex (Standard MB)
RAID Adapter or HBA
PMC RAID Adapter
原生HBA, 基本RAID, 全 RAID
推出无源背板，降低成本，去除扩展器 管理工具的兼容性 高性能要求， SSD 支持
业界领先的扇出式方案 & 信号完整度!
RAID 解决方案
Flash 解决方案
NVMe兼容的 闪存控制器!
24
Proprietary and Confidential
8 系列产品的行业测评： 惊人的吞吐量
Adaptec-by-PMC 6G/12G RAID 阵列卡& HBAs
好处:
PMC 在满足所有数据中心要求的前提下，为
OEM/ODM实现了TCO最优化
PMC IOC
18
Proprietary and Confidential
案例分析: “进化中的全闪存存储”
挑战:
扩展至超过16个 SSD 扩展至> 1M IOPs 性能扩展，而无需损失存储密度
解决办法:
部署100G 相干DWDM 技术 PMC DIGI OTN 处理器 使得复用转发器可以将 Nx10GE/Nx40GE 端口汇聚到100G 上
100G Muxponders
之后
好处 :
10x 缩减 ：收发器及WDM 复用转发器 10x 缩减：光纤使用
800x10GE or 200x40GE 端口
城市内数据中心
多个城市的数据中心
1-2Tbps 8-10Tbps
<80km 80-1000km
数据中心为什么变成分布式的了？
1. 数据中心中的服务器/存储的增长速度比物理上的基础设施增长要快
− 一个虚拟化的数据中心中虚拟化了的服务器安放在多个分离的“岛”上，之间距离高达80km
2. “客户体验” 导致了地理上分隔的数据中心的存在——〉更接近用户
内容
中国——存储增长的驱动之源
数据中心发展趋势
案例分析 PMC为全球数据中心所做创新一览
6
Proprietary and Confidential
数据 正推动着数据中心的变革
可靠性 & 安全性 “按需定制的” 基础设施
总量
总拥有成本降低
种类
应用性能调节
速度
驱动新技术革新，包括多个方面：
加密
架构
闪存技术
Flash DDR3 Flash DDR3
解决办法:
PMC NVMe 闪存控制器
“闪存作为内存”
超高 IOPS 和带宽 高容量集成的DRAM和闪存 绿色电源备份实现快速备份及恢复
DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3
解决方案:
基于PCIe的闪存阵列以及 基于PMC NVMe 闪存控制器的 SSD 至多支持 8TB SSD
OEM 专用的存储系统前端
Root Complex Root Complex
PCIe Switch
PCIe Switch
…
…
x2
x2 x2
x2 x2
x2 x2
x2 x2
x2 x2
x2 x2
20
Proprietary and Confidential
案例分析： “数据中心之间的光连接”
之前
10G Transponders 光纤
挑战:
租用黑光纤/传送业务费用很高 带宽扩大从而增加了网络复杂度和管理难度
TXP
TXP
800x 10GE 端口
800x
10根光纤上传送 8Tbps 10根光纤上传送 800 波长
存储的部分隔断并加热空气流，因此 在每台服务器上都需要更多能源 来冷 却气流 为什么要 除掉存储的部分？
*Source: Intel 2009
12
Proprietary and Confidential
解耦合带来构架上的灵活性
存储服务器
计算
为计算存储（CompuStore）节点动态增加硬盘
存储
13
“MSFT”
App 3-10 VM 3
“LINUX”
App #
VM 4
“GOS”
vNIC’s/v交换机
虚拟层
vHBA’s/vSAN
元数据& K/V 对
应用 1
应用#
集中式存储
分布式存储
“服务器 虚拟化& IAAS”
1 服务器 -> 多个应用
对混合式（SSD）存储分层日益增长的需 求 新兴的基于服务器的存储局域网
大规模下的高效性：多种负载通用的架构设计
9 Proprietary and Confidential
亟需创新
创 建遍布 全球 的新兴 数据 中 心
模块化、软硬件兼容的构件
闪存的第二个纪元 :
闪存作内存、密度、新介质类型
业务重组以支持中国的 新供应链
存储和计算的超级、灵动的连接
数据中心之间的Tbps光连接
8 Proprietary and Confidential
“大数据”
1 个应用-> 多台服务器
每个节点上高密度存储的需求日盛 针对应用的性能以及尺寸定制
云计算存储架构
ToR ToR ToR ToR ToR
机架的元素: “存储服务器” 计算节点
数据节点
平衡节点
“存储服务器” 的需求:
• • • • • • • 机架构架的密度 功耗及空间的高效利用 多种性能需求 （各项指标） 多种存储密度 不同的低延迟 (SSD) 负载优化 (SDS) 管理软件控制 (SDS)