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英特尔的“尺子”,三星的“钉子”

时间:2023-04-13 12:36:42浏览次数:27  
标签:Intel 三星 英特尔 钉子 服务器 Ruler SSD 尺子


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早在多年前,大家就听说过这样的话:

一流的企业造标准,二流的企业造品牌,三流的企业造产品,四流的企业造苦力。

一流的企业卖标准,二流的企业卖品牌,三流的企业卖产品,四流的企业卖苦力。

全球存储观察阿明分析:在全球SSD闪存领域,标准之争从来就没有停止过,这也是闪存领域几个领导型厂商之间长期技术较量的过程。

之前,大家知道U.2与PCIe结合已经在企业用户部署中比较广泛,U.2接口之前别称SFF-8639,是后来更名为U.2,U.2 PCIe x4通道结合NVMe数据传输协议,这是业界企业级SSD厂商近年来的标准配置方式。

值得一提的是:U.2支持SATA-Express、SAS、SATA等规范,甚至业内有人将其当做四通道版本的SATA-Express接口,并且已经达到了32Gbps理论带宽,与M.2接口带宽能力相似。

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而M.2 SSD相对U.2设计的体积更小,当初也是为了迎合超极本(Ultrabook)量身定做的接口标准,主要用来取代mSATA接口,自然体积小巧,也在消费产品如笔记本电脑上应用开了。

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几个月前,三星M.3标准作为一个潜在的行业SSD解决方案,业内人士分析预计两年后的标准将是更类似Ruler SSD,这个预测性的分析到底靠谱不,这得看三星与英特尔谁能更早构建一个基于更完善的生态了。

不过,在分析Ruler SSD之前,我们可以先看看三星M.3标准给业界带来的惊喜。

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M.2 2242/2280/2260/22110(NGFF)给业界带来了有意义的转变和方便,22mm是统一的宽度,42、60、80、110代表了不同的长度,宽度相同,长度不同,用途也就不同,60、80、110规格主要针对台式机主板,42规格主要针对笔记本。M.2 SSD在笔记本电脑的设计上带来了很好的创新。

三星M.3其实就是NGSFF (Next Generation Small Form Factor),这个SSD标准的出现,对提高服务器存储容量和IOPS有着重要的意义。

三星V-NAND的立体堆叠3D闪存,容量已经做到了1Tb,2017年首先在消费SSD上应用,2018年接着也会在企业级SSD上应用。

三星NGSFF大肆宣扬,也是立足在V-NAND存储芯片的基础上,相互结合,三星NGSFF自然容易得到闪存生态的认同。

NGSFF标准下的单面16TB具体规格大小是30.5mmx110mmx4.38mm,NGSFF的尺寸比M.2 SSD的NGFF标准(22mm宽,长度42mm、60mm、80mm和110mm)更大一些。

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三星NGSFF SSD与一个美国1984年发行的25美分流通硬币对比,大家似乎感受到了这SSD规格大小还是比较小的。

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由于目前公布的3D V-NAND单颗粒容量最大为1TB,因此目前可以看到用户企业级服务器领域的三星NGSFF SSD产品是PM983,采用3D V-NAND 1TB颗粒,主控制器采用了Phoenix,单面容量为8TB,双面容量达到了16TB。

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36张双面PM983 16TB NGSFF SSD设计在1U服务器里面,存储总容量可以达到576TB,IOPS可以达到1000万,这相当于采用2.5英寸SSD的1U服务器IOPS性能的三倍;如果设计成2U服务器,存储容量可以突破1PB(1.15PB),IOPS可以达到2000万,那还是很惊人了。 

三星计划在2017年第四季度开始大规模生产采用3D V-NAND的NGSFF SSD,到目前不知道产能情况如何了。

虽然目前采用三星NGSFF SSD的1U服务器存储容量只能到576TB,不及采用英特尔Ruler SSD的1U服务器达到了1PB容量,但是,三星第五代V-NAND闪存芯片,QLC单晶128GB堆叠后单芯片可达2TB容量,随着第五代V-NAND闪存芯片不久后量产的话,那么三星NGSFF SSD的1U服务器存储容量自然可以超1PB,这与采用英特尔Ruler SSD的1U服务器存储容量PK一点问题都没有了。

不过,毕竟现在对外公布的只有采用英特尔Ruler SSD的1U服务器,而第五代V-NAND闪存芯片还没有公布量产,因而还需要等一段时间。

但从中我们很容易发现,三星针对NGSFF SSD标准与英特尔针对Ruler SSD标准,两者之间的较量早就开始了。谁能成为未来SSD标准的真正赢家,现在还不能下定论。

说完了三星NGSFF SSD,那么下面我们言归英特尔Ruler SSD。

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英特尔Ruler SSD就是像一把尺子一样的SSD,拿在手里的感觉,就真的像尺子,金属设计感很足,材质也不错。

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Ruler SSD通过延长SSD和建造一个设计精良的外壳,可以获得高可用性和更密集的存储。英特尔已经早在业内探讨 JBOF系统针对每U 1PB的容量方案。

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Ruler SSD的设计更快方便运维人员插拔,比U.2 SSD还要方便。因而,Ruler SSD的出现,更方便了数据中心运维人员更容易升级或互换。

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边缘连接器目前是PCIe 3.0 x4连接,很像U.2、M.2和大多数PCIe NVME驱动器。

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不过,Intel Ruler SSD的PCIe连接器具有X8和X16的规格,即使在未来PCIe 5.0出来后也是可行的,PCIe 5.0标准架构的传输速率更高带宽更大。

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当然,在对比一下采用Intel Ruler SSD 8TB产品构建一个1U的服务器,与采用U.2 15MM 4TB产品构建一个2U服务器,两者的容量差距就很大了。Intel Ruler SSD更省机房空间。

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如果基于3D NAND推出32TB Intel Ruler SSD之后,1U服务器中就可以实现1PB的存储容量,如果是一个采用2TB HDD磁盘构建1PB存储容量就得要42U的机架。

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说到底,Intel Ruler SSD在对比U.2 15MM 类型的SSD似乎有着更好的热效率设计,利于数据中心机房的基础构建。

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对于Intel Ruler在服务器中的设计,还带有一个LED信号灯,对SSD有着简单的直观感受,并且设计很巧妙,也很方便插拔SSD。

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通过LED指示灯识别驱动器,这个技术已经存在多年。在一个数据中心通道内的数千个硬盘驱动器中,哪个是要维修的硬盘驱动器。英特尔VMD软件(文末会专门介绍VMD软件)还支持激活NVMe固态盘上的状态LED。这对于知道哪个驱动器需要维修非常重要。

这个指示灯规范 (SFF-8489) 已存在许多年,一直支持通过主机总线适配器 (HBA) 连接的SAS和SATA设备。现在英特尔VMD将这个功能应用于NVMe固态盘,并且融入英特尔所有的生态应用中,为此,Ruler SSD也同样采用了LED状态灯的方式。

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另外,随着较大面积的PCB和X16连接器出现,很容易看到Intel Ruler这种SSD设计作为其他PCIE器件的标准。Intel之前花费100多亿美元收购了FPGA产品专业厂商Altera,未来或许想要推出基于FPGA的PCIe阵列设计方案。

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此外,在NVMe SSD这条路上,Optane SSD傲腾SSD也将采用在Intel Ruler SSD里面,在JBOF系统中可以更好地利用Ruler将是非常有价值的。

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其实,去年美国SuperMicro超微公司就推出了全闪存32驱动NVMe 1U系统(存储服务器/JBOF),不仅支持标准的U.2 SSD,而且支持Intel Ruler SSD,为客户提供更大的存储灵活性。能够在一个1U系统中提供PB级容量。

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这个JBOF(Just a Bunch Of Flashs,闪盘簇)设计支持灵活的配置,拥有多达12个主机或头节点,以及高达每秒64GB的极高数据传输率。

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所以,阿明在展位上看到的腾讯与英特尔合作推出基于Intel Ruler SSD的全闪存储服务器和超微的全闪存NVMe 1U系统很相似。

腾讯对这个产品设计代号叫:贡嘎Tflex。因为还处于测试阶段,目前对外还没有正式发布,只是在腾讯云+未来峰会现场有技术展示。

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不过,对比一下来看,腾讯贡嘎Tflex全闪存储服务器与超微全闪存NVMe 1U系统极其相似。

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Intel Ruler SSD目前主要推出了DC P4500系列,但在国内没有看到正式发布,不久后估计得看英特尔生态合作伙伴测试情况,以及相关配套的服务器厂商创新设计方面的进展。

既然这里提到了Optane SSD傲腾SSD也将采用在Intel Ruler SSD里面,那么对于Optane SSD傲腾来说,这里需要插入一些信息:傲腾是内存与存储的融合体。

傲腾是内存与存储的融合体,主要针对存储与计算之间存在的处理瓶颈给予一定加速。其IOPS表现不错,但IO方面还不能发挥到极致。

来自个人互联网、自动驾驶、智能医院、航空航天、智能工厂等领域发展,带来数据全新的增长。

数据增长加快给存储与计算平台的处理加大了压力,如何将平台关联优化得更和谐,那么必然要求数据与处理器之间的距离越来越靠近。

当然,计算处理器与数据彼此越是靠近,其处理方案的经济成本却越高。

业界采用数据分层的方式,针对冷数据、温数据、热数据分层处理。傲腾走的路线针对存储与内存的结合提供高性能的处理,英特尔3D NAND主要针对存储大容量与性能平衡上寻求解决之道。

傲腾优越在于IOPS高、QoS更好、高耐用与负载低延迟,采用英特尔自己的内存和存储控制器,以及3D XPoint内存介质。

按照公布的30DWPD每天全盘写入30次来计算,傲腾的寿命还是蛮高。目前SSD的容量上375GB、750GB、1.5TB。375GB容量的Optane SSD DC P4800X硬盘报价为1520美元,折合人民币1.05万元。

因此,在软件优化层面做的事情很复杂,可以实现读写的分开。当然了,对于一个用户来说,要实现傲腾SSD上的软件系统优化还是比较复杂和麻烦的。

由此分析,Intel Ruler SSD长期将还是基于3D NAND这条线来发展。如果Intel Ruler SSD想要成为一个行业新标准,还需要在服务器厂商中实现更大的发展才可以。

业内专家指出,“Intel Ruler想要成为SSD领域的新标准,这依赖于这类服务器的规模,只有上规模了,服务器厂商才会把它作为标准机型推广。”

全球存储观察阿明分析:无论如何,未来英特尔致力于SSD标准之争的背后,还有一个“较劲”大佬叫三星,英特尔和三星都得时时提防,时时PK。

可谓:英特尔的“尺子”,三星的“眼中钉”。

不过,三星电子已经成为了全球半导体第一,其中三星存储芯片和SSD的贡献功不可没。

为此,英特尔近年来也非常重视存储芯片和SSD的研发和技术更新,甚至在英特尔新一代的至强处理器中专门划出一个存储模块,采用软件优化来构建一个创新性的存储RAID技术方案。正因为这个RAID技术方案的贡献,才可以帮助Intel Ruler SSD未来发挥“如鱼得水”。至于能否达到英特尔的理想目标,我们只能拭目以待了。

这里既然提到了,那就简单说一下。

英特尔可扩展RAID就是在志强可扩展CPU上设计了一个模块,专门针对NVMe SSD实现Virtual RAID。其英文名词就是 Virtual RAID on CPU,缩写为VROC。同时还必须注意英特尔卷管理设备Volume Management Device,这个缩写为VMD,注意不是:AMD。哈哈。

只是之前阿明听说过,用户使用VMD需要购买license,属于一次性购买,价格好像也就几十美元左右吧,一次购买终身受益。不知道我记错没有?

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英特尔官网介绍指出,VMD支持从PCIe总线对NVMe固态盘进行热交换更换,而无需关闭系统,同时标准化LED管理可帮助更快速地识别固态盘状态。这种通用性使NVMe固态盘为此号称具有企业可靠性、可用性和可服务性 (RAS) 功能。

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VMD卷管理设备实际也融入了一个存储感知控制软件,VMD是在英特尔至强可扩展处理器的根端口上采用的技术,每颗CPU设计了三个VMD控制器。它可以针对NVMe固态盘插入和移除PCIe总线做到定向存储感知,从而提高了SSD的可服务性。这也属于英特尔可扩展的存储优化技术的明星产品了。

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VMD可以将4个SSD组RAID 0在读性能上IOPS可以超过240万。

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当然,在可扩展CPU出来之前,VMD发挥出来的作用自然没有在新的Intel Xeon Scalable服务器处理器那么强大。

如此看来,在SSD领域的一流企业不仅要卖标准,还要卖品牌,卖产品,更要卖苦力。卖苦力部分,因本文篇幅有限以后有机会我们再聊。

那么,二流的SSD供应商企业怎么卖自己呢?(Aming)

——阿明/分析评论——

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