浪潮信息李博乐：重塑软件栈，为全闪存储打通任督二脉

2022-10-17

北京2022年10月17日 /美通社/ --

“天下武功、唯快不破”，数字经济时代尤甚。

数据极富价值，堪比新时代的石油。数字经济时代，数据价值如何快速、高效地释放显得尤为重要。自2020年4月，数据被国家列为与土地、劳动力、技术、资本并列的第五种生产要素，成为数字经济深入发展的核心引擎。

近日，浪潮信息存储产品线副总经理李博乐在2022TSS集邦咨询半导体峰会暨存储产业高层论坛上表示，浪潮信息聚焦智慧计算战略，以算力、算法、数据、网络四大支柱，为客户构建开放、敏捷、集约、高效的数字信息基础设施。其中在存储方面，浪潮基于存储平台战略，打造全闪软件栈，通过面向SSD高速介质的存储性能加速技术，创新面向众核的自适应任务分组调度机制、单核数据流加速技术，打通SSD介质与控制器等核心组件之间的IO性能墙，实现完美的盘控协同，让存储性能得到质的飞跃。

目前浪潮存储拥有全闪分布式存储和全闪集中式存储两大平台，并推出新一代SSD高速存储介质，实现从核心部件到存储阵列再到场景方案的全栈创新，助力企业构建业界领先的数据基础设施，加速释放数据要素价值，让企业数字化转型驶入"高速公路"。

性能瓶颈如何破解

数字化转型需要基础设施铺就一条高速之路。然而作为数据要素的核心载体的数据存储系统，却面临闪存盘、控制器等核心组件发展失衡的困扰。

“打破存储系统内部核心组件之间性能瓶颈，存储软件栈才是关键”，李博乐表示。

一方面当前闪存介质种类日益丰富，闪存、持久内存等新型介质能将IOPS提升1000倍、时延降低2个数量级，但面向磁盘介质设计的传统存储软件栈时延占比达到90%以上，软件栈升级势在必行。

对此，浪潮存储针对闪存介质特点，在软件栈核心算法方面做了大量创新。比如传统存储的机械硬盘几乎没有写入次数限制，但闪存介质的擦写次数越多寿命就越低，像RAID写放大、闪存垃圾回收等都会影响全闪存储的性能和可靠性。浪潮全闪存储通过软件栈核心算法优化，让存储控制器能够实时了解SSD盘内的数据布局，有效避免了数据落盘后频繁的搬迁与垃圾回收；同时，还通过实现盘控协同数据分区布局，打通存储系统软件到介质层的端到端快路径，保障了全闪存储的稳定高性能。

另一方面，CPU主频性能提升迟滞，向高密多核发展。传统的存储系统IO调度机制存在频繁的用户态、内核态切换，开销高、延迟大，无法满足高性能应用需求。众核架构下，内存访问密集型IO的多任务调度存在CPU缓存命中率低等问题，制约了存储性能线性扩展。

浪潮全闪软件栈创新面向众核的自适应任务分组调度机制、单核数据流加速技术，实现性能随CPU核数线性扩展，极致释放新型介质性能。具体来看，在众核加速方面，浪潮存储采用自适应任务分组调度机制。以高内聚低耦合的原则，区分业务类型和主机IO特征、存储内部管理等因素，进行任务划分。所谓"高内聚低耦合"，类似划分公交快速道和普通车道。第一，高内聚类似公交快速通道，是指聚合高关联度任务为同类组，指定运行于特定CPU核组，提升RAID、重删、自精简等高频、公有数据的CPU缓存命中率。第二，低耦合是指低关联任务放到普通车道。也就是说，解耦合关联度低的任务到异类组，实现协议解析、数据刷盘等低关联度任务按需分布到CPU多核、免锁交互，实现单任务资源和性能线性扩展。单核数据加速方面，浪潮存储设计全用户态的IO栈，消除IO任务在用户态和内核态间的切换导致的资源损耗，协同用户态内存调度管理，单核数据流性能提升30%。

从闪存介质到全闪存储阵列**全栈创新

一次技术创新并不难，难的是持续不断的技术创新。近十年来，浪潮存储研发团队扩展到上千人，在全球建立五大研发中心，与全球产业链伙伴协同创新，累计为存储核心技术攻关投入数十亿研发经费。目前，浪潮存储坚持存储平台战略，打造全闪软件栈，推出了全闪分布式存储、全闪集中式存储两大平台，以及新一代SSD高速存储介质，性能均达到业界领先水平。

首先，全闪分布式存储方面，浪潮存储对软件栈进行全链路端到端性能优化，通过智能协议卸载、RDMA协议、CPU专核专用、ZNS SSD数据分流技术的联合打磨和创新，让全闪分布式存储的性能飙升到业界领先水平。

其次，全闪集中式存储方面，浪潮存储最大可扩展到48个控制器，控制器扩展能力提升带来了更强劲的性能。同时，全新开发了闪存原生的"iTurbo 2.0"智能加速引擎，并构建了由SCM和NVMe闪存盘组成的智能分层存储资源池，将智能IO均衡、智能资源调度、智能元数据管理等数十项性能优化算法与闪存盘联调优化，让千万级IO均衡落盘且时延业界最低，将存储系统性能发挥到极致，在SPC-1国际评测中获得2300万IOPS，性能全球第一。

值得一提的是，在今年IPF上浪潮存储推出新一代PCIe 4.0 NVMe 企业级SSD，通过拓展NAND与控制器之间的通道，大幅提升SSD性能，顺序写性能超过5GB/s，随机写性能超过45万IOPS，达到业界领先水平。

IDC预测，到2022年全球65%的GDP将由数字化推动，数据要素挖掘和利用的效率将影响企业数字化转型的速度，性能成为企业存储选型的核心因素。作为装机容量全球前三、中国第一的存储厂商，浪潮存储将在全闪存储领域持续投入，以全栈技术创新加速存储业务增长，充分释放数据价值，加速数实相融。