圖 1b
SSD I/O擴展盒中的PCIe
大型企業(yè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心需要存儲設備庫,一般被稱為I/O擴展盒和柜。過去,這些I/O擴展盒由大型HDDs陣列組成,但現(xiàn)在它們中有很多正在被SSD系統(tǒng)或SSD和HDD混合系統(tǒng)所取代(混合系統(tǒng)中,需要被服務器快速讀取的數(shù)據(jù)存儲在SSD中,其他數(shù)據(jù)存儲在傳統(tǒng)的HDD中)。
PCIe 交換機生產(chǎn)商的產(chǎn)品,比如像PLX 技術(shù)公司,都支持非透明(NT)端口,允許二級服務器連 接到IO擴展盒的同時,還能與常規(guī)的數(shù)據(jù)交易分離開來。而且,即使主服務器出現(xiàn)故障,二級服務器也能接管IO盒,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全讀取(圖Figure 2)。還能進一步擴展NT功能,讓它為高實用性應用程序提供交換器光纖或SSD陣列冗余。系統(tǒng)設計者應該注意到,銅線或光纖通道均可用來建立服務器和IO 盒之間的PCIe鏈接。
圖 2
有些PCIe交換機生產(chǎn)商提供了芯片上的直接內(nèi)存存取驅(qū)動器,因此數(shù)據(jù)能以點對點方式從一個SSD模塊移動到另一個模塊,同時還不占用服務器CPU。這一機制可用于提高MLC/SLC混合系統(tǒng)中SLC的耐久性,從而在實現(xiàn)更強耐久性的同時還能有一個更好的價格/容量性價比。
高實用性多主機系統(tǒng)中的PCIe SSD在數(shù)據(jù)中心里,很多服務器都是通過存儲區(qū)域網(wǎng)(SANs)共用存儲系統(tǒng)和設備的。PCIe 光纖和基于PCIe 技術(shù)的IO也可以通過類似的方式被共享。圖3展示的是一個系統(tǒng),該系統(tǒng)中PCIe光纖將一個被共享IO盒中的一組SSD和一個特定的服務器聯(lián)在了一起,通 過這種方式,I/O擴展盒中SSD的全部容量可以在與之相連的服務器之間進行分配。當SSD與服務器的連接能從一個改換到另一個上以應對增加的負載或在它 上面運行的應用程序時,這種方法會更加有效。
圖 3
這一概念可以進一步拓展來支持失效備援——將應用或虛擬儀器從一個服務器移到另一個服務器。如果遇到服務器失效備援的情況,與故障服務器相連的SSD的 控制和讀取就可以轉(zhuǎn)移到另外那個服務器上。應用程序或虛擬儀器在服務器之間移動的時候,相關的數(shù)據(jù)無需復制到另一個SSD中;而是把與之相連的SSD改連 到一個新服務器上。這種連接可以通過一個服務器或PCIe交換器上的外部管理端口來實現(xiàn)。
PCIe 內(nèi)聯(lián)技術(shù)的使用已經(jīng)在企業(yè)和數(shù)據(jù)中心的SSD系統(tǒng)中得到了廣泛普及。今后,基于NVMe和SOP的設備投入使用后,它的重要性還有望繼續(xù)攀升?,F(xiàn)在的第三代(8GT/s)產(chǎn)品中,PCIe 已經(jīng)可以直接用于CPU和IO設備,并已被證實可以支持銅線和光纖電纜。PCIe不僅能為SSD內(nèi)聯(lián)提供出色的帶寬和容量,而且還提供了其他諸如非透明性,DMA和點對點傳輸?shù)奶匦裕瑥亩屜到y(tǒng)可靠性,耐久性,性能和成本得到了全面提升。