[转帖]Intel VROC: 高性能的NVMe SSD软RAID功能

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小编点评

* Broadcom新推出的Tri-Mode芯片支持NVMe SSD,支持多块NVMe SSD的硬RAID功能。 * 虽然ROC芯片已经具备超过一百万的IOPS处理能力,但这个性能其实也就刚刚超过一块NVMe SSD的极限性能而已。 * VROC功能可以实现NVMe SSD的软RAID功能,利用CPU来做RAID计算。 * VROC功能除了支持Intel自有品牌NVMe SSD之外,也能支持其他厂家的NVMe SSD。 * VROC功能支持 RAID 0/1/10等类型外,还能支持需要做校验计算的RAID5。 * VROC功能可以支持用作系统启动盘。 * VROC功能支持多版本的操作系统,包括 Windows 2012 R2、Windows 2016 和 RHEL 7.3、SLES 12 SP3 等。

正文

https://www.modb.pro/db/586867

 

在前面的文章 LSI/Broadcom的Tri-Mode 里介绍过Broadcom新推出的Tri-Mode芯片已经可以支持NVMe SSD了,SAS3500 ROC(RAID On Chip)芯片还支持多块NVMe SSD的硬RAID功能,并支持所有常见的RAID类型比如0/1/10/5/6/50/60等。

 

但是这种基于ROC芯片实现的NVMe硬RAID功能存在一个很大的缺陷,就是处理性能的瓶颈问题,虽然现在的ROC芯片已经具备超过一百万的IOPS处理能力,但这个性能其实也就刚刚超过一块NVMe SSD的极限性能而已,两块NVMe SSD的IOPS性能就可以把ROC芯片的处理性能轻松打爆。

 

即使在Tri-Mode RAID后面接上4块或者更多数量的NVMe SSD,你所能得到的IOPS性能仍然也就是一百多万,对于NVMe SSD的硬RAID功能来说,超过2块数量以上的NVMe SSD性能其实是浪费了。

 

 

怎样才能充分发挥众多数量NVMe SSD的极限性能又能够用上RAID的数据保护功能呢?  答案是使用Intel 基于新一代Xeon SP 处理器实现的NVMe SSD软RAID功能。

 

Intel在新的Xeon SP处理器上推出的这个新特性叫VROC,也就是Virutal RAID On CPU的缩写,它实际上是Intel几种不同技术的集成应用

  1. Xeon SP处理器上的VMD硬件功能支持

  2. Intel RSTe RAID功能,支持NVMe SSD的软RAID功能要求版本5.0

  3. Intel 提供的NVMe 驱动

 

VMD是Volume Management Device的缩写,它的作用相当于在Xeon SP处理器的PCIe控制器上将不同的PCIe 通道划分到不同的Domain里,同一个Domain内部PCIe通道上的的MSI/MSI-X IRQ会被映射到同一个VMD IRQ上,类似于传统RAID配置里把多个Physical Disk放到一个Virtual Disk里,通过VMD功能可以实现NVMe SSD的热插拔和LED管理功能。

VMD功能在Linux Kernel 4.5版本里就已经可以支持,配合Intel RTSe就可以实现NVMe SSD的软RAID功能了,当然还需要使用Intel 发布的NVMe 驱动。VROC功能除了支持Intel自有品牌NVMe SSD之外,也能支持其他厂家的NVMe SSD。

VROC功能采用CPU来做RAID计算,凭借Xeon SP处理器超强的计算能力,可以实现非常高的存储性能,比如在搭配4块Intel Optane SSD做RAID0时,就可以轻松实现超过200万的混合读写IOPS和超过8GBps的吞吐性能。

如果我们把Xeon SP和Broadcom Tri-Mode SAS3500 ROC里的ARM15处理器拿来简单比较的话,就能理解为什么VROC可以实现远超ROC的性能了,当然ROC芯片的优势是RAID5校验计算使用硬件完成不需要耗费CPU资源。

  VROC ROC
处理器 Xeon SP ARM15
核心数量 最高28核 2核
主频  2.x GHz 1.2GHz
DMIPS >5 <5

 

除了支持RAID 0/1/10等类型外,VROC也可以支持需要做校验计算的RAID5,通过利用NVMe SSD上具备掉电保护功能的写缓存来保存日志,VROC的RAID5 双容错保护特性甚至可以在无需配置后备电源单元(BBU)的情况下就可以做到掉电时数据不丢失。

 

同传统意义上的软RAID不一样的是,通过VROC功能实现的RAID Volume支持用作系统启动盘,当然该功能也需要新版本的操作系统才能支持,支持的OS包括Windows2012 R2、Windows2016以及RHEL 7.3 、SLES 12 SP3等。

 

VROC功能在同样基于Skylake架构的Xeon W和Core i9 平台上也可以支持,但免费开放给用户的仅仅只有RAID0功能,RAID1/10和RAID5功能需要额外购买一个加密狗才能启用,所需费用分别为99美元和249美元。

在Xeon SP服务器平台上,也会区分成3种不同的版本,免费的Pass-through 仅开放对Intel P3608的RAID0功能,支持RAID0/1/10的Standard版本和支持RAID0/1/5/10功能的premium版本也需要额外付费,但不同的服务器厂商在支持该功能时可能会采取不同的策略,比如Dell PERC S140 上目前就还不开放RAID5 功能。

 

 

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[转帖]Intel VROC: 高性能的NVMe SSD软RAID功能

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