Предоставление систем хранения данных высокой плотности на базе NVMe

Рис. 1. Инфраструктура Extream Scale

Уже много лет в технологической отрасли говорят о «цунами данных» — продолжающейся тенденции к увеличению объемов данных, которые необходимо хранить и анализировать. В первую очередь это обусловлено взрывным ростом числа активных подключенных устройств и желанием использовать данные, которые они собирают, для предоставления более качественных услуг (например, более эффективных домов, умных городов, беспилотных транспортных средств). Несмотря на то, что эта тенденция продолжается уже довольно давно, конца ей не видно.

В ответ на эту насущную потребность рынка отрасль обеспечивает постоянно растущую плотность хранения данных, чтобы соответствовать росту генерируемых данных. Но дело не только в плотности. По мере того как центры обработки данных начинают применять эти решения в больших масштабах, стоимость становится ограничивающей задачей, и, как всегда, производительность всегда является важным фактором. Таким образом, задача состоит в том, чтобы обеспечить большую плотность при меньших затратах и приемлемой производительности.

Рис. 2. Человек в лаборатории

Проблема плотности

Отраслевая проблема с плотностью хранения данных заключается в том, чтобы попытаться обеспечить один петабайт памяти в форм-факторе 1U. Этого можно достичь несколькими способами. Один из подходов заключается в использовании 10 твердотельных накопителей U.2 емкостью 128 Тбайт. Но по сегодняшним ценам это было бы непомерно дорого. Вы можете рассмотреть возможность использования пользовательского форм-фактора в своем решении, но это затрудняет использование преимуществ по стоимости и поставке, характерных для крупносерийных предложений на рынке, и требует изменений в архитектуре платформ.

В ответ на снижение затрат, связанных с развертыванием больших твердотельных накопителей, группа Dell EMC Extreme Scale Infrastructure применяет инновационный подход, заключающийся в использовании SSD-накопителей меньшего размера, относительно небольшой емкости и более низкой стоимости в стандартных форм-факторах (т. е. устройства M.2), интегрированных в проверенные платформы (например, PowerEdge C4140). Это позволяет нам создавать высокоплотные системы на базе NVMe по цене, близкой к сегодняшней стоимости твердотельных накопителей SATA, и такой подход имеет дополнительное преимущество в виде более детализированной области отказов.

Решение, которое мы изучаем с этими заказчиками, предоставляет устройства M.2 на плате PCIe, которая соответствует стандартному размеру адаптера графического процессора, что упрощает его подключение к существующим платформам, поддерживающим графические процессоры. (См. пример иллюстрации.)

Рис. 3. Карта Wrigley

Одним из ключей к успеху этого подхода является наличие высокопроизводительного коммутатора PCIe, который распределяет каналы PCIe по веерам между устройствами M.2. При сегодняшних емкостях M.2 это составляет почти 100 ТБ на карту, но обратите внимание, что емкость устройств M.2 удвоится в следующем году, что позволит карте приблизиться к 200 ТБ емкости. После достижения этой более высокой емкости размещение четырех таких плат в PowerEdge C4140 обеспечивает более половины петабайта. По мере увеличения емкости M.2 эта конструкция легко масштабируется более чем на один петабайт в форм-факторе 1U.

Производительность

Обратите внимание, что, несмотря на то, что такая плотная емкость хранилища предоставляется по цене на уровне SATA, она также работает значительно быстрее. Поскольку мы поставляем твердотельные накопители с интерфейсом NVMe, уровни производительности системы значительно превосходят те, которые доступны при использовании SATA в эквивалентной системе форм-фактора 1U.

При поставке с системой, оптимизированной для полосы пропускания, например PowerEdge C4140, и в сочетании с двумя сетевыми платами 100 Гбит/с, это решение может обеспечить пропускную способность 200 Гбит/с в форм-факторе 1U. Таким образом, всего в 5U это быстро добавляет до 1 Тбайт пропускной способности и миллионы IOPS, а также более 1,5 петабайт хранилища! (Возможность масштабирования до 3 Пбайт при удвоении

емкости M.2!)Рисунок 4. 4 модуля NAND высокой плотности в C4140

Рабочие нагрузки с ориентацией на данные

Это решение класса All-Flash высокой плотности идеально подходит для обработки больших объемов данных, например в качестве внешнего интерфейса в архитектуре граничных вычислений. Он может работать в сочетании с серверной частью машинного обучения или любым количеством функций Интернета вещей, которым требуются большие объемы данных для передачи аналитики в реальном времени, таких как беспилотные автомобили, спутниковые снимки и метеорологическая телеметрия.

Заключение

Впечатляющая плотность хранения данных, чрезвычайно высокая пропускная способность и простая масштабируемость с учетом современных технологий — Dell EMC может предложить крупным заказчикам инновационные решения класса All-Flash для решения самых сложных задач по обработке данных. Запросы о решениях для экстремально масштабируемой инфраструктуры можно отправить по адресу ESI@dell.com

Напоминание о комментарии

Не имеющие отношения к делу комментарии или запросы на обслуживание не будут опубликованы. Задавайте технические вопросы на форумах поддержки или обращайтесь в службу обслуживания клиентов Dell или в службу технической поддержки Dell. Все комментарии должны соответствовать Условиям использования Dell Community.