2015年1月29日，Greenliant在中國推出高可靠的NVMe閃存存儲(chǔ)產(chǎn)品G-card。最大亮點(diǎn)是業(yè)界第一款板載硬件RAID的閃存卡。那么Greenliant是一家怎么樣的公司？公司創(chuàng)始人為什么會(huì)進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域？其推出的G-card閃存卡與Fusion-IO 、INTEL、LSI、美光、SanDisk等已經(jīng)面世的PCIe閃存卡有什么不同？其產(chǎn)品優(yōu)勢在哪里？是否是顛覆性產(chǎn)品？那么就由數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用需求來帶領(lǐng)大家走進(jìn)Greenliant這就公司。硬件加速成為數(shù)據(jù)中心進(jìn)化重要特征之一人類社會(huì)的進(jìn)步表現(xiàn)在對未來的不斷追求，對于數(shù)據(jù)中心，同樣是一直追求更安全、更快、更便捷的IT系統(tǒng)。我們知道早期的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)系統(tǒng)，服務(wù)器選最好的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)選最好的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)選最好的存儲(chǔ)。但是隨著數(shù)據(jù)的增多、應(yīng)用的復(fù)雜，最好的搭配并不能加速數(shù)據(jù)中心所有的應(yīng)用。特別是今天，隨著互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算的發(fā)展，軟件定義數(shù)據(jù)中心成為現(xiàn)實(shí)，出現(xiàn)了定制化、標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)為基本單元的系統(tǒng)。解決了定制化系統(tǒng)中的系統(tǒng)如何架構(gòu)，解決了把資源動(dòng)態(tài)調(diào)整到其他的業(yè)務(wù)應(yīng)用。軟件定義數(shù)據(jù)中心特點(diǎn)是什么呢？一個(gè)是硬件加速，不同的場景要保證最佳性能。第二軟件定義，第三標(biāo)準(zhǔn)化驅(qū)動(dòng)。這樣才能夠得到統(tǒng)一管理。我們也知道現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心，所有的瓶頸不是在CPU，不是在內(nèi)存，不是在通路，而是在磁盤。今天我們介紹的Greenliant的主要業(yè)務(wù)就是解決硬件加速這一重要特征。
Greenliant 公司創(chuàng)始人葉炳輝先生Greenliant是圓夢閃存的新起點(diǎn)Greenliant是一個(gè)新公司，但是屬于很資深的新公司。公司創(chuàng)始人葉炳輝，在1978年就在Intel擔(dān)任研發(fā)工程師了。1989年，葉炳輝成為了Silicon Storage Technology共同創(chuàng)辦人和CEO，就是SST公司（硅存儲(chǔ)科技公司）。SST是一家生產(chǎn)閃存記憶體以及相關(guān)產(chǎn)品的公司，也就是這個(gè)時(shí)候，葉炳輝就開始專注在閃存相關(guān)的研發(fā)。于1991年推出業(yè)界第一款A(yù)TA閃存控制器和2.5英吋固態(tài)硬盤，并開發(fā)了嵌入式閃存記憶體芯片技術(shù)SuperFlash，帶來了閃存嵌入式應(yīng)用的爆炸式增長，當(dāng)前SuperFlash已經(jīng)應(yīng)用于全球超過300億器件中，授權(quán)給超過11家芯片廠商，其中包括IBM、Taxes Instrument（德州儀器）、Motorola（摩托羅拉）、NEC、Toshiba（東芝）、Samsung（三星）、TSMC(臺(tái)積電)等等。葉炳輝談到早在2005年蘋果推出iPod nano時(shí)就是采用了SST嵌入式閃存及固態(tài)存儲(chǔ)控制器，到了2006年，SST開發(fā)一個(gè)全球最早的微型固態(tài)硬盤，叫做NANDrive。一直到2010年賣掉SST。葉炳輝一直有一個(gè)夢想就是要做固態(tài)存儲(chǔ)，要做可以大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用的閃存卡。也就是這樣的信念，讓葉炳輝能20多年一直在閃存領(lǐng)域不斷突破。2010年之后，云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)公司的崛起讓數(shù)據(jù)中心進(jìn)入了全新的時(shí)。葉炳輝認(rèn)為時(shí)機(jī)已經(jīng)到來，他說“我要繼續(xù)圓我的夢，當(dāng)二十多年前成立SST時(shí)將公司取得名為Silicon Storage(硅存儲(chǔ))就是想做固態(tài)存儲(chǔ)。但因?yàn)檎麄€(gè)市場不成熟，就先致力于嵌入式閃存記憶體芯片的研發(fā)。到了2010年左右，我覺得這個(gè)時(shí)機(jī)已經(jīng)差不多了，帶領(lǐng)SST的研發(fā)和市場部門的核心技術(shù)員工以及管理層成立Greenliant以后我們就做固態(tài)硬盤。同時(shí)要維持我們的宗旨，做產(chǎn)品要高可靠，高安全性。”2013年，Greenliant推出支持?jǐn)嚯姳Ｗo(hù)的工業(yè)級固態(tài)硬盤ArmourDrive，2014年推出面向新一代數(shù)據(jù)中心，可用于企業(yè)以及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高可靠性和高性能的NVMe閃存存儲(chǔ)卡。Greenliant由Green和Reliant兩個(gè)含義組成，代表綠色與信賴。也是公司未來發(fā)展的信念所在。Greenliant公司具備在閃存市場成功的三大優(yōu)勢葉炳輝講到PCIe閃存卡因?yàn)閼?yīng)用時(shí)間長、技術(shù)成熟、性能優(yōu)越，成為企業(yè)主存儲(chǔ)系統(tǒng)的首選。同時(shí)Greenliant有三大優(yōu)勢能讓其在硬件加速市場的斬獲成功。
現(xiàn)在一個(gè)NANDrive顆粒容量可以做到128GB 第一就是Greenliant技術(shù)團(tuán)隊(duì)對閃存的設(shè)計(jì)及其物理層面有很深入的了解，知道怎么控制它。前面我們談到Greenliant的技術(shù)團(tuán)隊(duì)主要來自SST，SST開發(fā)一個(gè)全球最早NANDrive。因此在NAND Flash上，Greenliant技術(shù)團(tuán)隊(duì)有著先天的優(yōu)勢。第二，Greenliant有很好的控制器的經(jīng)驗(yàn)，有二十幾年設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。包括葉炳輝本人一直致力于閃存控制器的發(fā)展。其團(tuán)隊(duì)技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)都無比豐富。第三，Greenliant有閃存產(chǎn)品的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)殚W存產(chǎn)品對質(zhì)量的要求非常高。2010年推出新一代高可用閃存控制器和NANDrive微型硬盤，到目前為止，NANDrive微型硬盤出貨量已達(dá)1000萬顆。事實(shí)上，Greenliant對于閃存產(chǎn)品有著長期技術(shù)積累，同時(shí)擁有相關(guān)產(chǎn)品的量產(chǎn)和質(zhì)量管控的實(shí)力，在過去每天出貨超過兩百萬顆閃存芯片的時(shí)候，仍然保持產(chǎn)品的高品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。讓筆者印象深刻的是葉炳輝談到特斯拉創(chuàng)始人馬斯克創(chuàng)立的美國太空探索科技公司SpaceX也是其用戶。我們也看到葉炳輝20多年的工作與閃存緊密結(jié)合。可以說是看著閃存應(yīng)用一步步走到今天這種熱度，同時(shí)因?yàn)樗夹g(shù)，所以他所看到的技術(shù)革新總會(huì)從芯片工藝、架構(gòu)設(shè)計(jì)等多個(gè)方面切入，這也為我們下面講到Greenliant最新的高可靠NVMe閃存卡G-card，與絕對多數(shù)的閃存卡有多么大的不同。Greenliant最新的NVMe閃存卡G-card的不同之處當(dāng)前閃存的熱度，不僅國外許多公司在做，國內(nèi)我們也看到許多新成立的初創(chuàng)公司在做。“一張卡不代表什么，現(xiàn)在中國大陸這邊也有初創(chuàng)廠商在做。但是，要擁有自己的控制器技術(shù)和芯片制造就不是那么容易的了，全球能夠做到這點(diǎn)的廠商大家可以屈指數(shù)一數(shù)。”葉炳輝談到。 官方給出的Greenliant G-card的主要特性： 高可靠性: ECC + 自帶 RAID + 掉電數(shù)據(jù)保護(hù) 高擴(kuò)展性 并發(fā)讀寫 持續(xù)低延遲 支持 UEFI BIOS啟動(dòng) 分布式ECC設(shè)計(jì)讓性能持續(xù)成為可能當(dāng)Flash設(shè)備隨著使用時(shí)間和數(shù)據(jù)量的增長，壞塊會(huì)逐漸增加，會(huì)產(chǎn)生大量的ECC Error，這時(shí)設(shè)備性能和可靠性會(huì)大幅度下降，對應(yīng)用性能和數(shù)據(jù)安全帶來影響。這就造成常見閃存卡ECC模塊設(shè)計(jì)潛在的問題：性能衰減和可靠性下降。由于NAND Flash的工藝不能保證NAND的Memory Array在其生命周期中保持性能的可靠，因此在NAND的生產(chǎn)中及使用過程中會(huì)產(chǎn)生壞塊。為了檢測數(shù)據(jù)的可靠性，在應(yīng)用NAND Flash的系統(tǒng)中一般都會(huì)采用一定的壞區(qū)管理策略，而管理壞區(qū)的前提是能比較可靠的進(jìn)行壞區(qū)檢測。 G-Card分布式的ECC校驗(yàn)架構(gòu)，就有點(diǎn)像動(dòng)車了。在每一個(gè)顆粒里面，都封裝了一個(gè)小的控制器，這個(gè)控制器就支持我們內(nèi)部的ECC校驗(yàn)的處理。這就意味著即使說出現(xiàn)比較多的錯(cuò)誤，我有更多的處理的校驗(yàn)的芯片在里面，因此我的性能不會(huì)受影響，我的可靠性也不會(huì)受影響。這樣就說在顆粒內(nèi)部實(shí)現(xiàn)非常好的性能和可靠性的保障。
Greenliant G-Card 分布式ECC設(shè)計(jì)架構(gòu)—NANDrive模組Greenliant磨損平衡的測試數(shù)據(jù)顯示，每一個(gè)塊的擦寫次數(shù)的偏差都在7%以內(nèi)，非常小的偏差。這樣就保證非常高的可靠性，為此，一天全卡擦寫10次，G-card可以至少使用5年。Greenliant VP李炫輝講到“這五年之內(nèi)，G-card基本性能和可靠性，沒有變化，一直在整個(gè)生命周期是可持續(xù)的。這就是閃存里面的磨損均衡，我要保證顆粒大家都用的次數(shù)差不多，我要有一個(gè)磨損均衡的算法。”軟件定義存儲(chǔ)廠商達(dá)沃時(shí)代CEO 張松講到，“大家談到SSD盤最大的問題就是它的寫老化，用一段時(shí)間性能會(huì)急劇下降。這個(gè)下降就因?yàn)樗请娮宇w粒讀的次數(shù)多了，你沒有相應(yīng)的措施，它肯定會(huì)老化的。只要是ECC多了，會(huì)使得整個(gè)表現(xiàn)的比較平穩(wěn)，可以抵抗未來的你多少萬字讀寫之后寫老化的急劇下降，使得整體的性能比較平穩(wěn)。當(dāng)你做的校驗(yàn)多了，你肯定對性能有影響。所以它是有比較平穩(wěn)，不是拼峰值，拼的不是百米，拼的是馬拉松。
圖上可以看出單卡板載20顆 NANDrive 每5顆 NANDrive 組成一個(gè)RAID 組 共計(jì)4個(gè) RAID 組。但是目前可以實(shí)現(xiàn)單卡板載40顆 NANDrive 每5顆 NANDrive 組成一個(gè)RAID 組 共計(jì)8個(gè) RAID組 “Greenlian板卡就在這種NANDrive微型硬盤顆粒之間再實(shí)現(xiàn)硬件的RAID，這樣就解決了用戶對于數(shù)據(jù)高可靠性的一個(gè)要求。因?yàn)榇蟛糠諴CIe閃存卡，都是基于操作系統(tǒng)的一個(gè)RAID，就會(huì)造成性能下降，加大顆粒的磨損度。” 李炫輝講到。而Greenlian的G-card閃存卡直接實(shí)現(xiàn)顆粒之間硬件RAID，最新G7100系列G-card，包括了G7101、G7102兩個(gè)型號(hào)，G7101原始容量為1.37TB，G7102原始容量為2.75TB。但是因?yàn)镽AID需要，其實(shí)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量分別為900GB和1.8TB。
超級嚴(yán)格的掉電數(shù)據(jù)保護(hù)Greenlian還有一個(gè)業(yè)界最苛刻的掉電數(shù)據(jù)保護(hù)的測試，針對不同的使用場景，在正常的讀寫過程中，隨機(jī)掉電或者多次進(jìn)行掉電測試。上海維金是一家互聯(lián)網(wǎng)金融公司，其技術(shù)副總裁梁金閣表示對于互聯(lián)網(wǎng)金融相對來說對存儲(chǔ)的要求會(huì)很高。你讓用戶的錢莫名其妙的丟了少了，這也是不可接受的。。“我們也希望數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，至少是可靠的。我存下來的數(shù)據(jù)，我可以存不下來，但是我告訴用戶這個(gè)數(shù)據(jù)是存下來的，那就必須得存下來。不能夠說現(xiàn)在存下來，但是各種原因沒了，這個(gè)是不行的。這樣我們當(dāng)時(shí)跟Greenlian合作的時(shí)候，我們也一再強(qiáng)調(diào)你們一定要給我們證明你們的掉電保護(hù)是靠譜的，后來他們就做了很復(fù)雜的掉電保護(hù)的測試，當(dāng)時(shí)拿這個(gè)報(bào)告給我們看，把這個(gè)操作步驟告訴我們。我們自己也在測試環(huán)境下去模擬這個(gè)環(huán)境，最后驗(yàn)證了這個(gè)數(shù)據(jù)確實(shí)沒有丟，和他們的報(bào)告是完全一致的。”高擴(kuò)展性 讓Server SAN實(shí)現(xiàn)全閃成為可能PCIe閃存卡應(yīng)用于服務(wù)器搭建，排除價(jià)格因素，市場上絕大多數(shù)PCIe 閃存卡方案都需要持續(xù)占用主機(jī)CPU和內(nèi)存非常多的資源，不能進(jìn)行多卡配置，否則無法保證應(yīng)用所需的性能。這也是閃存卡只能作為核心數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，而不能作為所有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。
在8核, 16線程 Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2450 @ 2.10GHz 平臺(tái)測試從圖片可以看出，同樣的IOPS，G-card占用CPU遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于友商的同類產(chǎn)品。因?yàn)檎加肅PU資源的差異來自于驅(qū)動(dòng)程序和卡系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)因?yàn)镚-card 占用很少的系統(tǒng)資源，所以可以在服務(wù)器端搭建多張閃存卡，組成大容量的主存儲(chǔ)系統(tǒng)。那么用戶實(shí)現(xiàn)PCIe閃存卡用作主存儲(chǔ)成為可能。在服務(wù)器中采用多張PCIe閃存卡，實(shí)現(xiàn)本地大容量高性能存儲(chǔ)，或搭建軟件定義存儲(chǔ)架構(gòu)（Server SAN），G-card 在性能和容量方面展示了優(yōu)異的可擴(kuò)展性。在IOPS，延遲，功耗，尺寸，初始成本和總體擁有成本方面 顯著優(yōu)于其他的主存儲(chǔ)方案。 Greenliant G-card 與 全閃存陣列對比通過上面的介紹，我們知道了相對于其他的PCIe卡，G-card通過卡系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)占用很少的系統(tǒng)資源。絕大多數(shù)PCIe卡廠商因?yàn)檎加肅PU等計(jì)算資源太多，而只能為服務(wù)器提供2-4張閃存卡供主存儲(chǔ)。而G-card可以為服務(wù)器單機(jī)搭建十張以上的G-card卡片而不影響系統(tǒng)資源。因?yàn)橥ㄟ^G-card卡的出現(xiàn)為行業(yè)閃存應(yīng)用提供了新的方向。那么相對于目前流行的全閃存陣列其性能與G-card卡搭建的存儲(chǔ)性能，誰的優(yōu)勢更明顯？讓我們具體看數(shù)據(jù)。
服務(wù)器單機(jī)搭建多張Greenliant G-card卡片的性能測試結(jié)果以及與行業(yè)領(lǐng)先全閃存陣列系統(tǒng)對比 （見下表)
硬件加速做到極致也是一種美綜合其可持續(xù)低延遲，高IOPS，強(qiáng)大的可靠性，和出色的可擴(kuò)展性，使G-Card非常適合I/O密集型的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用，如數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、虛擬桌面應(yīng)用（VDI）和聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OLTP）。另外，使用附帶的軟件工具，G-Card可以平衡性能與容量，做到靈活配置。同時(shí)采用MLC NAND閃存，G-Card完全可以為現(xiàn)代企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心提供成本效益突出的一線主存儲(chǔ)解決方案。上海維金技術(shù)副總裁梁金閣認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)金融行業(yè)對數(shù)據(jù)安全這一塊，我們要求還是不低于金融行業(yè)。這方面因?yàn)镚-card確實(shí)比較靠譜，通過閃存卡的不斷優(yōu)化，讓我們也可以在軟件上面省去很多為了數(shù)據(jù)丟失而所做的重復(fù)工作，這是上海維金與GREENLIANT合作的最大優(yōu)勢之一。達(dá)沃時(shí)代CEO 張松認(rèn)為未來全閃陣列是一個(gè)方向的，但是也是計(jì)算和存儲(chǔ)融合的東西。服務(wù)器里不會(huì)有硬盤了，全是G-card閃存卡或者SSD，這是作為軟件定義存儲(chǔ)廠商的一些思考。最后負(fù)責(zé)亞太地區(qū)營銷業(yè)務(wù)的李炫輝深有感觸，他雖然到任Greenliant公司亞太營銷副總裁時(shí)間還不到一年，但是在與本地化合作伙伴的交流中，明確了Greenliant在伙伴策略上的定位。Greenliant將一如既往地為所有伙伴提供技術(shù)和服務(wù)支持。
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