提供基于 NVMe 的高密度存储系统

图 1：扩展规模基础架构

多年来，科技行业一直在谈论“数据海啸”，即需要存储和分析的数据量不断增加的持续趋势。这主要是由于主动连接设备的爆炸式增长，以及人们希望使用它们收集的数据来提供更好的服务（即更高效的家庭、智慧城市、自动驾驶汽车）。虽然这种趋势已经持续了很长一段时间，但它的终结却遥遥无期。

为了应对这一迫切的市场需求，该行业正在提供不断增加的存储密度，以配合生成数据的增长。但影响因素的不仅仅是密度。随着数据中心大规模应用这些解决方案，成本成为一个限制性问题，而且一如既往，性能始终是一个考虑因素。因此，挑战在于以更低的成本和可接受的性能提供更高的密度。

图 2：实验室人员

密度挑战

该行业面临的存储密度挑战是尝试以 1U 外形规格提供 1 PB 的存储。有多种方法可以实现这一点。一种方法是使用 10 个 128 TB U.2 SSD 设备。但以今天的价格，这将是成本高得令人望而却步的。您可以考虑在解决方案中使用自定义外形规格，但这会导致难以利用市场上大批量产品的成本和供应优势，并且需要更改平台设计。

为应对部署大型 SSD 带来的成本挑战，Dell EMC Extreme Scale Infrastructure 团队对特定客户群采用的一种创新方法是，使用更小、容量相对较低、成本更低的标准外形规格 SSD（即 M.2 设备），并集成到经验证的平台（即 PowerEdge C4140）中。这使我们能够以接近当今 SATA SSD 成本点的成本提供基于 NVMe 的高密度系统，而且这种方法还有一个额外的好处，即故障域更精细。

我们正在与这些客户一起探索的解决方案是在符合标准 GPU 适配器尺寸的 PCIe 卡上提供 M.2 设备，从而轻松插入可容纳 GPU 的现有平台。（请参见示例图。

图 3：箭牌卡

这种方法成功的关键之一是包含一个高性能 PCIe 交换机，该交换机在 M.2 设备之间扇出 PCIe 通道。 在目前的 M.2 容量下，这导致每张卡的容量接近 100 TB，但请注意，M.2 设备的容量将在明年翻一番 - 使卡接近 200 TB 的容量。达到这个更高的容量后，将四个这样的卡放置在 PowerEdge C4140 中可提供超过 5 PB 的存储容量，并且随着 M.2 容量的增长，此设计可在 1U 中轻松扩展到超过 1 PB。

性能

请记住，虽然这种高密度存储容量是以 SATA 级别的成本提供的，但它也明显更快。由于我们使用 NVMe 接口提供 SSD，因此该系统的性能级别将远远高于同等 1U 系统中使用 SATA 提供的性能级别。

当随带宽优化型系统（如 PowerEdge C4140）一起交付并与两个 100 Gb NIC 搭配使用时，此解决方案可在 1U 外形规格中提供 200 Gb 的带宽。因此，在短短 5U 空间内，即可快速增加高达 1 TB 的吞吐量和数百万的 IOPS，以及超过 1.5 PB 的存储空间！（当 M.2 容量翻倍时，可轻松扩展到 3 PB！）

图 4：C4140 中提供 4 个高密度 NAND 模块

数据驱动型工作负载

这种高密度全闪存解决方案非常适合处理海量数据的持续接收，例如作为边缘计算体系结构中的前端。它可以与机器学习后端或需要大量数据来提供实时分析的任意数量的物联网功能结合使用，例如自动驾驶汽车、卫星图像和天气遥测。

结论

卓越的存储密度、极高的带宽和技术节奏的轻松扩展能力 — Dell EMC 可以为大规模客户提供创新的全闪存解决方案，以应对他们最棘手的数据挑战。有关超大规模基础架构解决方案的咨询，请访问 ESI@dell.com

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