英特爾在2017年相繼推出採用新型NVM技術的高速儲存記憶體模組Intel Optane與Optane SSD產品,鎖定瞄準桌機、伺服器市場(攝影/余至浩)。

在2017年,隨著新一代資料中心走向超高速儲存應用時代,伺服器儲存架構也開始有了更重大的發展,不只是採用高速傳輸介面的NVMe在伺服器市場上普及成為主流,隨著非揮發性記憶體(NVM)技術步入成熟,新一代的高速儲存等級記憶體(Storage Class Memory),也開始在伺服器上逐漸展露頭角,甚至更將成為影響2018年伺服器設計架構發展的關鍵,將發展出全新的分層儲存(Multi-Tier)式的記憶體資料存取架構。

過去1年來,在伺服器儲存裝置市場上,開始出現不少採用新型NVM技術推出的高速儲存等級記憶體,以和傳統的DRAM及NAND Flash記憶體作區隔,強調資料存取速度更貼近DRAM,同時兼具有NAND Flash資料永久保存的特性,如英特爾傾全力發展3D XPoint技術所推出的Intel Optane記憶體就是其中之一,強調存取速度可達到現行NAND Flash的1千倍,而且單位成本相較DRAM低廉,可用來補足現行DRAM及NAND flash資料存取使用上的不足。

英特爾在2017上半年針對了伺服器市場推出首款Optane SSD固態硬碟,具備更快的資料存取速度與更長的使用壽命,做為伺服器的儲存裝置或快取,而且還可以當作記憶體配置的延伸,能利用軟體定義記憶體技術,將Optane SSD與DRAM組成一個更大記憶體資源池,來突破現有伺服器原本的系統記憶體最大容量上限,大幅增加系統記憶體空間,以提高伺服器運算承載效能。

另外還有記憶體及儲存廠商則改從記憶體模組介面來著手,如美光(Micron)等,利用DRAM與NAND Flash兩者組合推出的持續儲存記憶體模組NVDIMM(Non-Volatile Dual In-line Memory Module),同樣兼具高速記憶體效能與資料永存特性,也被當作儲存等級記憶體來使用。目前一些主要伺服器廠商,如HPE、Dell等,在新款伺服器產品上,都已正式支援NVDIMM。

迎接超高速儲存應用時代,伺服器記憶體也將出現分層儲存架構

隨著採用不同NVM技術的儲存等級記憶體,逐漸在伺服器市場上站穩腳步,2018年伺服器儲存架構也將出現重大的變革,不再採用傳統3層式資料存取架構(第1層:CPU快取、第2層:DRAM、第3層:SSD固態硬碟,或傳統硬碟)來存取資料,而將發展出全新的分層儲存的記憶體存取架構,來存放不同用途的資料,就像是儲存系統常見的自動分層設計,讓企業可以視資料本身的重要性,或存取頻率,移動到不同層的儲存等級記憶體來存放,同時兼顧成本和存取效能。

伺服器記憶體分層架構的出現,對於企業資料中心來說,將更容易用來滿足各種複雜大型運算任務對於資料存取延遲的需求,包括在高效能運算、大數據分析、商業應用、人工智慧,以及深度學習方面應用等,讓需要不同存取速度的資料,可以自動存放在不同層級的高速儲存記憶體上,例如,當資料離開了CPU的快取之後,進到下一層時,可用來存取使用頻率較高的重要資料(或稱為Hot Data),資料經過下一層,速度就沒上層快,但記憶體容量變大,能存放更多資料,再下一層,記憶體配置再加大,可存取較無迫切需求的資料。

伺服器邁向記憶體自動分層新架構,也將成為Dell 2018年伺服器發展的重要戰略。戴爾全球伺服器解決方案部門總裁Ashley Gorakhpurwalla就表示,當伺服器開始有了記憶體分層架構以後,未來將能透過記憶體分層管理軟體,同時管控不同層記憶體間的資料轉移,或是提供其他軟體儲存服務,如資料重覆存取使用,或者利用儲存快照(snapshot)來備份資料等,甚至還可以將多臺伺服器內含有數層的儲存記憶體,建構成為共享式記憶體資源池,可以依需求快速靈活的調度,做為企業不同應用系統快速存取的使用。

臺灣IBM硬體系統事業部總經理李正屹也認為,將來伺服器儲存架構的發展,將會效仿儲存系統的作法,可以利用軟體定義儲存(Software Defined Storage)方式,來實現記憶體自動分層,讓不同用途的資料,可以動態地存取在不同層級的儲存裝置上,來滿足企業不同應用任務的需求。


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