浪潮解码固态盘:如何将性能提升210%

面对SSD固态盘价格快速上涨,浪潮在固态盘方面持续创新,推出了新一代ZNS(Zoned Namespace,分区命名空间)SSD,在性能、容量、寿命、成本、易用性等方面实现了飞跃式提升。这是继2019年IPF大会上浪潮存储发布NVMe SSD固态盘之后,浪潮存储在固态盘技术方面的全面升级。

【安防在线 www.anfang.cn】2021年年初,SSD固态盘价格受产能供应紧缺因素影响开始上涨,目前240GB SSD报价由24.2美元上涨至24.6美元;480GB SSD报价由44美元上涨至44.5美元。

面对SSD固态盘价格快速上涨,浪潮在固态盘方面持续创新,推出了新一代ZNS(Zoned Namespace,分区命名空间)SSD,在性能、容量、寿命、成本、易用性等方面实现了飞跃式提升。这是继2019年IPF大会上浪潮存储发布NVMe SSD固态盘之后,浪潮存储在固态盘技术方面的全面升级。

什么是ZNS SSD?

ZNS SSD即分区命名空间固态硬盘,ZNS 是从 OC(Open Channel,开放通道)SSD基础上发展而来的,实现了把FTL(Flash Translation Layer,闪存转换层)从SSD内部迁移到上层的Host端,把SSD内部开放给了Host端,这样用户可以根据自己需要,比较灵活的拥有自己特定的FTL,代价是软件架构必须重新设计,成本非常高,对用户技术实力要求也非常高。

ZNS协议将NVMe 2.0其中的一部分将进行标准化处理,以满足行业需求。相比之下ZNS SSD规范更加标准,生态环境更加友好,简化了软件架构,用户可以更加容易地根据自身场景需求进行特定软件开发。

浪潮解码固态盘:如何将性能提升210%

ZNS SSD将FTL移至Host端进行数据管理和I/O调度,NVMe ZNS提供了分区存储设备接口,该接口允许SSD和主机在数据放置方面进行协作,根据数据类型的不同选择单独的存放位置,从而可以将数据与SSD的物理介质对齐,提高了总体性能并增加了主机能直接读写的容量,并实现了I/O隔离。

ZNS规范中,将SSD namespace的整个LBA(logical block address,逻辑区块地址)范围划分为若干个等长的区间,等长的LBA区间成为一个zone,每个zone内必须以顺序的方式进行写入,每个zone有其独立的状态机进行管理。

浪潮解码固态盘:如何将性能提升210%

ZNS SSD内部可以根据不同的应用场景将不同的zone与不同的物理位置进行映射;configA是一种最有利于顺序读写的配置,这种方法可以保证读写过程Die的并发性最好,一般来说标准SSD都会按照这种方式写入。configB更有利于Latency敏感的场景,每个用户控制自己的Die,从而减少相互之间的影响。

浪潮解码固态盘:如何将性能提升210%

由于zone内要求必须顺序写入,这样在多线程写入同一个zone时,线程之间会因为写入指针的竞争导致写入速度受限或者出现写入位置不正确的问题,这样同一个zone的写入队列深度不能超过1,为了解决这个问题,ZNS提供了append附加写和ZRWA(Zone Random Write Area,分区随机写入区)两种写入模式:

其一,Append写入模式。Append命令将由SSD决定写入的LBA,并返回给用户,这样消除了主机软件间的zone写入位置竞争问题。

浪潮解码固态盘:如何将性能提升210%

其二,ZRWA允许在SSD缓存中对数据进行随机写入和就地覆盖。与Zone Append命令相比,这种方法在SSD上需要更多的资源。

浪潮解码固态盘:如何将性能提升210%

普通SSD VS ZNS SSD

普通SSD产品,文件不能被驱动器分开写入,最终导致具有不同生存期的文件被存储在相同的erase单元中,而ZNS SSD支持主机与存储设备协作放置数据,可以实现应用程序控制区域中的数据放置,即分区存储。

ZNS SSD主要是为了能够充分利用底层介质的存储容量,同时发挥介质本身的特性优势,例如ZNS针对QLC NAND闪存SSD,它可以根据数据的类型和访问频率采用不同的数据分区方式,以减少整体写放大,从而延长硬盘寿命,同时,还可以改进的I/O访问延迟,支持主机与存储设备协作放置数据,如下图展示了普通SSD与ZNS区别。

浪潮解码固态盘:如何将性能提升210%

ZNS SSD要求所有zone只能顺序写入(或者append等),不能出现复写操作,重新使用前需要对zone执行zone reset命令等,这样应用及驱动都需要更多的配合ZNS SSD,不过当前各大存储系统及开源工具都已经或者计划完成ZNS SSD的适配与支持,标准化的接口实现了强大的软件和硬件生态系统。

相比普通SSD产品,ZNS SSD主要有五大优势:消除了SSD的GC(Garbage Collection,垃圾回收)进程的WAF(Write Amplification,写放大)、消除了传统的OP(Over provisioning,预留空间)空间、由于较小的映射表,DRAM更少、更高的吞吐量和更低的延迟、大幅提升SSD盘寿命。

该文观点仅代表作者,本站仅提供信息存储空间服务,转载请注明出处。若需了解详细的安防行业方案,或有其它建议反馈,欢迎联系我们

(0)
小安小安

相关推荐

  • 远程高清IP视频监控在城市排污的应用

    导读:城市环境监控系统应用场合比较特殊,主要用于监控城市排污口和相关企业排污状况及排污录像取证,以加强城市排污治理和污染企业整治。排污状况的监视和录像证据要求图像质量和清晰度高,采用百万高清摄像机以便高清监控排污状况和分辨排污的细微变化。

    2024年4月8日
  • 分析无线传输优越性与技术应用集

    视频图像传输无线化打破了传统同轴电缆和光纤图像监视受制于硬件连接的不利局面,具有更强的灵活性和方便性,基于无线网络的视频监视系统应运而生。无线视频传输技术的发展已对无线移动网络的架构和协议产生了深远的影响。

    2024年4月14日
  • 厦深高铁路段安防设施解析

    随着深厦铁路即将开通,深圳到厦门的出团方案也将发生极大改变,高铁的开通将使旅游变得更加便宜和便捷。高铁视频监控要求特殊、门槛高,需要采用先进的视频监控技术。

    2024年4月18日
  • 食以安为先 电子标签全程追溯问题食品源

    “民以食为天,食以安为先”,食品安全问题可以说是老百姓最关心的问题。网上流行的“吃荤的怕激素,吃素的怕毒素,喝饮料怕色素,能吃什么心中没数。”这句语,虽有些夸张,却也道出了当下食品安全领域内的一些问题。

    2024年4月4日
  • 海康威视ctl gnd怎么接

    海康威视CTL GND接线说明 海康威视的CTL GND接线是指将海康威视的摄像机连接到电脑或者其他设备的过程,其中CTL GND是指控制线和接地线。接线过程中,需要按照一定的步骤…

    2023年7月23日
  • 商用监控摄像头多少钱

    商用监控摄像头多少钱 商用监控摄像头是现代社会中非常重要的安全设备之一。无论是商场、办公楼、银行还是学校,都需要安装监控摄像头来确保安全。然而,对于许多人来说,商用监控摄像头的价格…

    2023年9月21日