臺灣終於有本土廠商踏入了全固態儲存陣列領域。記憶體與儲存元件供應商宜鼎國際(Innodisk)旗下的捷鼎國際(AccelStor),日前發表了NeoSapphire系列全固態儲存陣列,可提供1U、2U等不同機箱型式、容量1TB~15TB、支援NAS檔案存取與iSCSI存取的多種款式,提供了頗具價格競爭力的高效能儲存選擇。

固態儲存陣列的新參與者

捷鼎原本是宜鼎所屬的系統開發部門,2014年11月獨立成為新公司,專門致力於高速儲存技術與產品的研發。

雖然歷史還很短,不過捷鼎已經有了相當完整的企業級高速儲存產品線規畫,並推出了具體產品,目前就推出NeoSapphire系列全固態儲存陣列,接下來還預定推出NeoGarnet混合式(Hybrid)儲存陣列。

NeoSapphire系列是由SSD構成的固態儲存應用伺服器,專門對應高I/O效能需求環境。NeoGarnet系列則是混合搭載了SSD與傳統機械或硬碟的混合式架構產品,可因應兼有效能與容量兩方面需求的應用環境。

通用硬體結合專屬軟體

在全固態儲存陣列產品領域的分類中,捷鼎的NeoSapphire系列屬於通用硬體類型產品,也就是說硬體元件全部是取用自市售標準規格元件,如機架式Xeon伺服器與SSD等,然後透過專屬軟體建構為高效能儲存設備。

目前NeoSapphire系列儲存陣列一共含有5款產品,分別是1U/8Bay機箱的NS3201與NS3301、1U/20Bay機箱的NS3411、1U/10Bay的NS3505,以及2U/24Bay的NS3513。1U的款式可以涵蓋1TB、5TB與11TB容量,效能等級則從24萬到50萬IOPS(4KB隨機寫入),2U款式則能提供13TB容量,效能則達到100萬IOPS(4KB隨機寫入)。

除了前述5款機型,捷鼎在今年Computex中還展出一款4U機箱的NeoSapphire儲存陣列工程原型,可以提供更高的容量與效能,不過考慮到用戶對於這樣高容量的機型需求有限,捷鼎尚未將這款4U機型列入正式產品線中。

無論是哪種款式,整個NeoSapphire系列的硬體,都是由標準的1U或2U機架式伺服器,搭配宜鼎(捷鼎母公司)的2.5吋SSD所組成,都是普遍可見的標準規格元件,所以NeoSapphire系列的精華,是捷鼎專屬的FlexiRemap軟體。

NeoSapphire系列的軟體底層是CentOS 6.5版作業系統,並在Linux-kernel中部署了FlexiRemap的FTL(Flash Translation Layer)抽象層。構成上層應用軟體與底層硬體之間的中介,功能可概分為這4個面向:

(1) 作為FTL抽象層讓作業系統與檔案系統存取SSD。

(2) 將底層多臺SSD匯聚成一個大容量儲存區,並以類似stripe的方式將讀取與寫入I/O分散給所有SSD承擔,由於讀寫I/O是由所有SSD共同平行處理,所以也能得到較高的效能,且效能可隨SSD數量增加而提高。

(3) 提供類似軟體RAID的資料保護功能。FlexiRemap採用特別的保護模式,陣列中所有SSD被分為2個平行承擔寫入I/O、並能互相備援的保護群組,每個群組可承受1臺SSD失效,當任一群組處於更換失效SSD後的系統重建期間,會轉為唯讀模式,並由另一群組承接所有寫入I/O。

(4) 針對寫入I/O的最佳化,會累積多筆隨機I/O,再以循序一次寫入SSD。

(5) 提供陣列中各SSD之間的寫入損耗均衡功能。

NAS型態的儲存應用

就存取應用型態來說,NeoSapphire系列可視為是一臺Linux-based的NAS類型共享儲存設備,SSD空間被格式化為EXT4檔案系統,然後透過NFS、CIFS/SMB或iSER、SRP等協定,利用10GbE網路或InfiniBand介面掛載給前端主機使用。也可透過內含的iSCSI Target功能,將儲存空間構成iSCSI協定的LUN,透過10GbE介面掛載到前端主機。

這樣的應用型態是非常典型的NAS存取應用,差別在於NeoSapphire系列的底層儲存裝置是高速的SSD,並且作業系統核心含有專門針對Flash記憶體特性的存取機制。

持續進化中的系統功能

由於問世時間還很短,NeoSapphire系列目前是以滿足基本儲存應用為優先,仍欠缺企業級儲存應用必須的高可用性功能,也不支援其他類型存取模式(如FC等)與進階的資料服務功能(如快照或遠端複製),亦沒有擴充能力,只能使用單一機箱的容量。

針對這幾項不足,捷鼎已擬訂一系列功能升級計畫。包括將會支援光纖通道應用,透過FC Target支援FC SAN存取應用。還預定支援重複資料刪除與壓縮功能,以改善SSD儲存空間使用效率。

另外針對目前NeoSapphire系列缺乏擴充能力的問題,捷鼎也準備增加外接JBOD儲存櫃,以及Scale-Out擴展等擴充功能。在更晚的時候,則會納入快照與遠端備份等資料保護功能。

我們可以預期NeoSapphire系列接下來將會成長為功能更趨完整,可比擬外商固態儲存陣列的產品。

不過即使沒有這些日後預定新增的功能,憑藉著突出的性能-價格比,目前的NeoSapphire系列就已相當有吸引力,入門起始成本幾乎比外商固態儲存陣列低了30%到一半,只要不到5萬美元價格,就能取得入門款。

捷鼎NeoSapphire NS3411徹底解剖

捷鼎的NeoSapphire系列固態儲存陣列,是典型的通用硬體型產品,以取用自通用規格的單路Xeon伺服器,搭配InnoDisk提供的1TB容量SATA SSD而成,透過內含捷鼎專屬FlexiReMap軟體的Linux-based作業系統,來提供儲存管理與NAS與iSCSI SAN共享儲存服務。

這裡介紹的NS3411是NeoSapphire家族中的1U高密度款式,採用EchoStreams的1U/20Bay伺服器(FlacheSAN1L),機箱使用7mm規格的2.5吋磁碟槽,可以在1U機箱內容納多達20臺SSD,比一般的1U機型多出70%到一倍以上,搭配InnoDisk 提供的7mm高度2.5吋SSD,扣除超額配置(over-provisioning)的20%容量,實際可用容量達到11TB,在通用硬體類型固態儲存陣列中,算是相當高的容量密度。

NS3411是典型的NAS類型儲存陣列,可以透過4個10GbE網路埠,支援NFS、CIFS/SMB兩種檔案傳輸協定與iSCSI區塊傳輸協定的資料存取,搭配底層的SSD模組,原廠提供的效能指標為36萬IOPS(4KB隨機寫入)。

 

捷鼎 NeoSapphire NS3505徹底解剖

NS3505是NeoSapphire家族中的1U高效能款式,硬體是取用自Supermicro提供的1U/10Bay單路伺服器,加上InnoDisk提供的SATA SSD組成,透過內含捷鼎專屬FlexiReMap軟體的Linux-based作業系統,來提供儲存管理與存取服務。

和前面介紹的NS3411相比,NS3505採用了相同的1TB容量SATA SSD,但機箱能容納的SSD數量少了一半(10臺對20臺),扣除超額配置(over-provisioning)與格式化後的實際可用容量只有5TB,還不到NS3411的一半。不過憑藉著搭載規格更高的處理器,原廠提出的效能指標是50萬IOPS(4KB隨機寫入),比NS3411高出一籌,也是NeoSapphire家族目前4款1U機型中效能最高的一款。

除了本身的I/O效能規格較高外,和可支援iSCSI的NS3411相比,NS3505的用途更傾向於一臺高效能NAS,可透過1個QDR infiniBand埠,支援iSER、SRP、NFS與CIFS/SMB等傳輸協定。

 

NeoSapphire儲存陣列的操作與管理介面

NeoSapphire儲存陣列的核心,是內含捷鼎專屬FlexiReMap軟體的Linux-based作業系統,可透過瀏覽器登入網頁式控制臺、或透過序列埠登入CLI介面執行管理作業。目前NeoSapphire定位於單純提供高速儲存空間,控制臺只提供基本系統管理與共享儲存空間管理功能。

形似NAS功能的網頁控制臺

NeoSapphire網頁控制臺類似一般企業級NAS的控制臺,有系統基本環境設定與管理、儲存裝置監視、含NFS、CIFS/SMB與iSCSI等不同協定的共享儲存管理,以及日誌等功能項目。

共享儲存管理

NeoSapphire儲存陣列本質上近似於一臺NAS,只是底層磁碟裝置是高速的SSD。先在SSD構成的EXT4檔案系統空間上建立共享資料夾,再透過NFS、CIFS/SMB或iSCSI協定,掛載給前端主機使用。

SSD狀態監控

確保SSD的寫入壽命與完好,是全快閃儲存陣列的一大重點,NeoSapphire儲存陣列控制臺提供了檢視每一臺SSD的監控頁面,可透過燈號符號,判別個別SSD模組的狀態是否正常。

 

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商。】


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