MSPE-技術類-3-存儲硬件架構設計v13課件

MSPE培訓教材—存儲硬件架構技術名詞解釋CISC：ComplexInstructionSetComputer，復雜指令集計算機，現(xiàn)在市面常見的是Intel、AMD的產(chǎn)品，比如IntelXeonRISC：reducedinstructionsetcomputer，精簡指令集計算機，現(xiàn)在市面常見的是IBM、FreeScale的產(chǎn)品，比如IBMPower6ASIC：ApplicationSpecificIntegratedCircuit，專用集成電路，廠家為了某種特定需求而設計的專用電路IA架構：IntelArchitecture，英特爾體系架構，主要是CISC陣營的產(chǎn)品（至強、酷睿、賽揚等），部分產(chǎn)品屬于RISC架構（IOP），少數(shù)產(chǎn)品（安騰系列）屬于CISC和RISC的結合CISC架構存儲陣營CISC：復雜指令集計算機，主要是Intel、AMD的X86處理器，基于Intel架構的又稱IA架構應用：存儲中端存儲產(chǎn)品的首選，逐步應用于高端產(chǎn)品。陣營：EMCVNX系列/VMAX系列、IBMV7000系列、NetappFAS系列、華賽S5000T系列等?，F(xiàn)狀發(fā)展早期性能迅速增強，成本下降明顯已發(fā)布針對存儲應用的專用芯片標準化程度高，被廣泛接收，應用范圍廣廠家的實力強，發(fā)展迅速非針對存儲應用，性能不強，成本較高只被少數(shù)存儲廠家采用RISC架構存儲陣營RISC：精簡指令集計算機，主要是FreeScale、ARM、IBM的產(chǎn)品，比如IBMPowerPC應用：常見于低端存儲產(chǎn)品，較多采用RISC+ASIC混合架構。由于歷史原因，部分高端產(chǎn)品還在采用RISC架構。陣營：IBMDS3000、臺灣盤陣廠家(Infortrend、promise等)及其OEM伙伴(同有、浪潮、銳捷等)現(xiàn)狀發(fā)展早期性能不高，成本較低主要應用于低端存儲領域標準化程度低，接受范圍有限廠家的實力和投入有限等原因，發(fā)展比較緩慢早期產(chǎn)品速度快、設計簡單廣泛應用于低端/高端存儲領域，中端存儲領域應用較少RISC架構控制器設計采用PowerPC440ROC800-MHz處理器(akaMeteor)超標量核芯，帶有一個1.9xMIPS倍增器，轉換成1.5-GHZx-scale執(zhí)行XOR和P+QIBMDS3500(LSIEngino2600)控制器架構項目DS3500架構RISC處理器PowerPC440最大緩存4GB最大磁盤數(shù)96滿配主機接口8*FC+6*SAS滿配后端接口2*SAS處理器能力弱，整體規(guī)格低ASIC架構存儲陣營ASIC：專用集成電路，廠商為了某種特定需求（通常是RAID加速）而設計的專用電路應用：少數(shù)上一代中端產(chǎn)品還在采用，部分中低、低端盤陣還在采用，一般采用ASIC+CISC或者ASIC+RISC架構。陣營：HDSHUS系列、IBMDS5000（LSIEngino7900）、Infortrend現(xiàn)狀發(fā)展早期性能不高，成本不低，無競爭優(yōu)勢，只有少數(shù)上一代產(chǎn)品還在采用實現(xiàn)復雜，架構封閉，可移植性差存儲廠家的芯片實力遠落后于Intel等廠家，發(fā)展緩慢專為存儲的RAID處理而設計，能夠顯著提高RAID處理效率需要與CISC處理器協(xié)同工作控制器架構設計總結CISC(X86)ASIC應用產(chǎn)品特點復雜指令集計算機，主要是Intel、AMD的X86處理器基于Intel架構的又稱IA架構早期無存儲專用芯片，性能不強，成本較高標準化程度高，廠家的實力強，發(fā)展迅速性能迅速增強，成本下降明顯中端存儲產(chǎn)品的首選，逐步應用于高端產(chǎn)品EMCCX4系列(Intel)、NetappFAS系列(AMD)專用集成電路，廠家為了某種特定需求（通常是RAID加速）而設計的專用電路專為存儲的RAID處理而設計，與主處理器一起工作，早期能夠顯著提高RAID處理效率實現(xiàn)復雜，架構封閉，可移植性差，發(fā)展緩慢常用于中端存儲產(chǎn)品，采用CISC+ASIC混合架構HDSAMS2000、LSIEngino7900(IBMDS5000)RISC精簡指令集計算機，主要是FreeScale、ARM、IBM的產(chǎn)品早期產(chǎn)品速度快、設計簡單由于標準化程度差，廠家的實力和投入有限等原因，發(fā)展比較緩慢性能不高，成本較低常見于低端存儲產(chǎn)品，如Infortrend等低端盤陣由于歷史原因，高端產(chǎn)品大多還在采用RISC架構Intel新一代處理器：JasperForest處理器集成內(nèi)存控制器，無需通過北橋連接，訪問速度更快，訪問帶寬更高(256Gb/s)9根內(nèi)存插槽，最大144GB支持DDR3，頻率800/1066/1333DDR31333(9*Slot)XOR引擎16PCIExpressGen2QPIJasperForest多核處理器DMI南橋IO模塊處理器內(nèi)部集成RAID硬件加速，無需ASIC支持16個PCI-E2.0通道，最大帶寬：單向80Gb，雙向160Gb可將8通道用于后端磁盤連接，8通道用于緩存鏡像連接QPI:QuickPathInterconnect，通常用于處理器之間的互連單向帶寬5.87GT/s(117.4Gb)可用于連接處理器和前端IO模塊三級處理器內(nèi)部CacheL1：每核32K數(shù)據(jù)+32K指令L2：每核256K，數(shù)據(jù)、指令共用LLC：共享8MB，指令、數(shù)據(jù)共用PCI-E2.0總線技術PCI-X：競爭共享總線PCIExpress：點對點傳輸PCIExpress2.0通道未編碼數(shù)據(jù)速率（有效的數(shù)據(jù)速率）編碼數(shù)據(jù)速率單向雙向單向雙向×14Gbps8Gbps5Gbps10Gbps×416Gbps32Gbps20Gbps40Gbps×832Gbps64Gbps40Gbps80Gbps×1664Gbps128bps80Gbps160Gbps串行總線結構支持點對點傳輸，每個傳輸通道獨享帶寬信道聚集有效組合為x1，x2，x4，x8，x16和x32支持雙向傳輸模式，單信道帶寬5Gbps，16信道帶寬達到160Gbps用于控制器的前后端接口、緩存鏡像通道的連接SAS磁盤技術先進的磁盤接口繼承SCSI的穩(wěn)定可靠性全雙工、點對點數(shù)據(jù)傳輸3.0/6.0Gbps接口傳輸速率雙端口冗余備份多種速率類型支持15,000/10,000/7,200rpm三種速率良好的兼容性SATA磁盤兼容SSD磁盤的主要接口方式服務器、存儲陣列均可使用SAS線纜接口SAS磁盤磁盤接口磁盤廠家的路標FC硬盤(3.5寸)已經(jīng)不再有新的產(chǎn)品型號10/15K轉硬盤全部都是SAS接口7200K轉的2.5寸硬盤是SAS/SATA接口7200K轉的3.5寸硬盤是SAS/SATA接口SSD硬盤以2.5寸SAS為主，保留3.5寸FCXSAS在業(yè)界的應用EMC：VNX系列（新產(chǎn)品，SAS2.0）IBM：V7000（新產(chǎn)品，SAS2.0）HP：P4000、P6000（新產(chǎn)品，SAS2.0）HDS：HUA系列（新產(chǎn)品，SAS2.0）Netapp:FAS3000/6000（混合架構）SAS架構FC架構低端中端高端包括EMC、IBM、HP、HDS在內(nèi)的幾乎所有廠家的產(chǎn)品（SAS1.0）HDS：VSP系列（新產(chǎn)品，SAS2.0）IBM：DS8800（新產(chǎn)品，SAS2.0）EMC：DMX系列HDS：USP系列（老產(chǎn)品）IBM：DS8700（老產(chǎn)品）極少數(shù)廠家EMC：CX4系列（老產(chǎn)品）IBM：DS5000HP：EVA系列（老產(chǎn)品）Netapp:FAS3000/6000（混合架構）新一代存儲硬件技術

PCI-E2.0最高速的總線帶寬技術，單通道帶寬5Gb，16通道帶寬80GbSAS2.0單端口帶寬達到6Gb四路寬端口帶寬達到24GbIntelJasper首次在CPU內(nèi)置RAID加速引擎支持288GB的大容量緩存SSDPhyPhyPhyPhyPhyPhyPhyPhy四路SAS寬端口四路SAS寬端口6Gb*4SASX25-EExtreme(SLC),32GB,SATA,

ZeusIOPS,1TB,SATA,3.5”(MLC),256GB,

SATAII,2.5”SSD盤隨機訪問性能提升100倍價格大幅降低，容量接近機械硬盤PCI-E2.0通道編碼數(shù)據(jù)速率單向雙向×15Gbps10Gbps×420Gbps40Gbps×840Gbps80Gbps×1680Gbps160GbpsDDR31333(9*Slot)XOR引擎16PCI-EGen2QPIJasperForest多核處理器DMI南橋IO模塊新一代存儲IBMV7000架構設計(基于IntelJasper)CPU的PCIex16總線成為性能瓶頸控制器的核心連接設備是PCIeSwitch，其連接了FC主機接口(PCIex8)、后端SAS接口(PCIex8)、緩存鏡像通道(PCIex8)以及一個擴展槽位(PCIex8)，這四部分的總共需要32通道的PCIe的帶寬。但是其連接CPU的PCIe總線只有16通道，無法滿足要求，這成為了系統(tǒng)的性能瓶頸。內(nèi)存容量太小控制器只有2個內(nèi)存插槽，最大只能配置8GB內(nèi)存(單根4GB)，相比接口和總線速率，明顯偏小。Intel平臺在存儲廠家的應用項目VNX7500DMX4-950架構X86RISC處理器至強560032*1.3GHz(共41.6GHz)最大緩存96GB128GB最大磁盤數(shù)1000360滿配主機接口32*FC+16*IP16*FC+10*IP滿配后端接口8*12GbSAS32*4GbFCIBM：新產(chǎn)品采用IntelJasperV7000：2010年Q4發(fā)布的新一代產(chǎn)品，采用IntelJasper平臺，定位于現(xiàn)有中端產(chǎn)品，與DS5000持平V7000將IntelJasper的優(yōu)勢限制使用（如果將IntelJasper平臺的優(yōu)勢完全發(fā)揮，將完全超越現(xiàn)有DS5000產(chǎn)品）項目V7000DS5000架構X86ASIC+CSIC處理器JasperASIC+Xeon最大緩存16GB32GB最大磁盤數(shù)240480滿配主機接口8*FC+4*IP16*FC滿配后端接口4*SAS16*FCEMC：Intel的全球頂級合作伙伴VNX7500：2011年1月發(fā)布，是采用IntelXeonWestmere平臺，其已經(jīng)接近甚至超越其高端入門級產(chǎn)品DMX4-950（VNX7500只有緩存配置偏?。￢NX7500如果采用更強的IntelJasper平臺并將其優(yōu)勢完全發(fā)揮，將會嚴重沖擊其高端DMX產(chǎn)品宏杉MS5000架構設計IntelJasper多核處理器RAID加速：內(nèi)置異或引擎，提高RAID效率QPI連接：CPU通過QPI連接IO模塊，帶寬超過100Gb超大容量高速緩存超大緩存容量：9根內(nèi)存插槽，最大288GB內(nèi)存訪問加速：CPU直連內(nèi)存，提升內(nèi)存訪問效率，帶寬達256GbPCI-E2.0總線單通道帶寬5.0Gb，前/后端接口及緩存鏡像采用PCIex8，帶寬達到40GbSAS2.0技術單通道帶寬6.0Gb，每控制器兩個四通道SAS寬端口，帶寬達到48Gb支持15,000/10,000/7,200rpmSAS磁盤，兼容高性能SSD盤模塊化主機接口1/10GbiSCSI、8GbFC、10GbFCoE主機接口卡靈活配置PCIex840GbDDRIII內(nèi)存DDRIII內(nèi)存...Jasper多核處理器SAS