儲存分解:NVMe-oF 和 CXL 如何實現資料中心可組合性

作者 | 2025 年 10 月 22 日 | 全部, 技術

一種新的資料儲存方法可提供當今組織所需的高效能和低延遲。. 

隨著企業尋求新方法來管理日益增長的大量數據,他們意識到需要一種新的數據儲存方法。傳統的直連儲存 (DAS) 已不再高效,因為它會根據伺服器的 PCIe 連線插槽數量限制其儲存容量。雖然如今的軟體定義儲存 (SDS) 朝著正確的方向邁出了一步——因為它將儲存與計算硬體分離——但它仍然需要依賴伺服器的 CPU 來管理儲存存取以及複製、運行應用程式、資料加密等操作。 CPU 的負載會導致更高的延遲和更差的整體效能,這實際上又限制了伺服器能夠處理的儲存量。.  

現在,許多組織越來越多地採用分解式儲存基礎設施,其目的是在不增加複雜性或需要額外硬體的情況下提供所需的大儲存容量。.  

 

 

什麼是資料儲存分解?    

儲存分解是一種儲存方法,其中儲存資源與計算資源分離或解耦。基礎架構建立一個共用儲存池,組織的應用程式或其他工作負載可以透過網路結構存取該池。.  

分解式儲存是一種可組合基礎架構。這意味著它將儲存從底層硬體中抽像出來,系統透過軟體管理儲存池。它可以快速且有效率地擴展或縮減存儲,因為每個應用程式或工作負載都能獲得所需的資源,而無論這些資源位於何處。運算資源的管理獨立於儲存資源,因此可以動態擴展存儲,而無需增加不必要的運算資源。.  

 

分解存儲的工作原理

分解式儲存基礎架構中的儲存資源池會配置給整個組織 IT 生態系統中的應用程式和工作負載。網路結構連接儲存設備,類似於儲存連接網路 (SAN),但不同之處在於,分解式儲存池連接所有資料來源和類型的資料儲存。例如,無論它們是 HDD 還是 SSD,也無論它們是位於本地端、遠端位置邊緣還是雲端的本機裝置。.  

高速網路結構是分解式儲存的關鍵元件。它允許系統的運算節點存取低延遲、高效能的資料存儲,並將 CPU 從儲存管理和配置任務中解放出來。一些組織使用基於乙太網路的協定作為連接結構,但如今越來越多的組織轉向 NVMe over Fabrics(NVMe-oF)。.  


NVMe-oF
 

NVMe-oF 的創建是為了擴展 NVMe 儲存功能可跨越多種網路結構,例如 RDMA(包括 InfiniBand、RoCE、iWARP)、乙太網路和光纖通道,從而提供更快的資料傳輸速度、更高的效能和更強的安全性。在該技術出現之前,企業依賴 iSCSI(Internet 小型電腦系統介面)、SAS(串列連接 SCSI)和光纖通道協定 (FCP) 等網路連線。所有這些連接都是在硬碟和實體磁帶驅動器統治資料中心的時代開發的,因此它們限制了 SSD 等更高級閃存驅動器的性能。.  

NVMe 是一種專為將 SSD 連接到 PCIe 插槽而開發的傳輸協議,因此將此功能擴展到跨各種網絡連接的存儲,可以為組織提供隨時所需的卓越性能和高速數據傳輸能力。它還能釋放 SSD 的真正威力和性能。在分解式儲存系統中使用 NVMe-oF 可將 SSD 與伺服器的 CPU 隔離,並確保其儲存的資料始終可透過低延遲結構供位於世界任何地方的運算節點存取。.  

NVMe-oF 的優勢包括快速、高效、遠端存取儲存;更有效率的資料傳輸,這對於需要超低延遲的應用程式尤其重要;更好地支援提供現代工作負載所需效能的 NVMe SSD;更容易的可擴展性和靈活性;以及支援進階儲存功能,例如命名空間共用、多路徑和端對端資料路徑保護。.  


計算快速鏈路 (CXL)
 

CXL 正迅速成為現代企業的行業互連標準。它具有快取一致性,這意味著它可以在 CPU、加速器和其他連接的儲存裝置(例如 SSD)之間保持儲存資料的一致性。借助 CXL,系統可以共享內存,並且相比 PCIe 具有更高的性能和更低的延遲。本質上,CXL 支援在實體 PCIe 層上運行替代協定(即 PCIe 的替代協定),從而提供 PCIe 的效能優勢和更低的延遲。.  

雖然它不是分類資料儲存的直接組成部分,, CXL 憑藉其性能優勢,它正在極大地增強當今的分解式儲存基礎設施。分解式儲存中支援 CXL 的 NVMe SSD 可提供接近系統 DRAM 記憶體的效能,同時提供大量的儲存容量。.    

 

 

選擇 Phison 可獲得具有 NVMe 效能的 SSD

作為 NAND 控制器和儲存系統的全球領導者, 群聯電子在開發和設計固態硬碟 (SSD) 方面擁有豐富的經驗,能夠滿足當今嚴苛的工作負載和應用需求。本公司致力於持續研發,並不斷改進其產品和解決方案。.  

“群聯電子美國公司總裁兼總經理 Michael Wu 在 2023 年的聲明中表示:「自 PCIe 3.0 協議推出以來,群聯電子一直致力於業界領先的研發,致力於開發內部晶片通信技術,PCIe 4.0 和 PCIe 5.0 解決方案現已投入產產通信技術,PCIe 4.0 和 PCIe 5.0 解決方案現已投入產產,PCIe 6.0 解決方案。 新聞稿. Phison 最近也因為其 重定時器解決方案, ,符合業界 CXL 2.0 標準。.  

分類數據儲存可以幫助企業更有效率地管理大量數據,並從中提取有價值的洞察。借助群聯的資料儲存解決方案,企業可以獲得保持競爭力所需的可擴充性、效能、效率和靈活性。.  

 

常見問題 (FAQ):

儲存分解解決了現代資料中心的什麼問題?

傳統 DAS 將儲存容量與實體伺服器插槽綁定在一起,限制了可擴展性,並且在 CPU 處理兩者時增加了延遲 計算 和儲存任務。存儲分解通過將存儲與 計算 資源,允許透過高速網路結構存取共享、可擴展的 SSD 池。. 

分解儲存與軟體定義儲存 (SDS) 有何不同?

雖然 SDS 透過軟體抽象化存儲,但它仍然依賴每台伺服器的 CPU 來執行管理任務。分解式儲存將這些任務卸載到網路結構中,從而減少 CPU 負載、改善延遲,並允許動態地分配資源。 已分配 跨多個計算節點。. 

NVMe oF 在儲存分解中扮演什麼角色?

NVMe 延伸 NVMe 低延遲、高吞吐量協議,超越本地 PCIe 到網路結構,例如 RDMA、RoCE 或 纖維 通道。它連接遠端 NVMe SSD 能夠以接近本地的效能為運算節點提供靈活、, 高速 存取池儲存。.

為什麼 iSCSI 和 SAS 等傳統協定如今效率較低?

iSCSI 和 SAS 是為機械儲存媒體設計的,與 SSD 一起使用時會產生瓶頸。. NVMe 消除 這些低效率,使得 基於快閃記憶體 設備透過直接、簡化的通訊路徑實現完全並行性和頻寬潛力。. 

Compute Express Link (CXL) 如何增強分解基礎設施?

CXL 引入了 CPU、加速器和儲存設備之間的快取一致性。與 NVMe SSD、CXL 透過大型記憶體池實現接近 DRAM 的效能,最大限度地減少需要快速資料存取的 AI 和分析工作負載的延遲。.

Phison SSD 為分散式環境帶來哪些優勢?

群聯的 企業級 SSD 是基於 在家裡 控制器技術 最佳化 延遲、耐用性和資料完整性。這些驅動器支援 NVMe 4.0 和 5.0,設計中也採用了 PCIe 6.0,確保為需要高吞吐量和可預測 QoS 的可組合架構做好準備。. 

群聯在 PCIe 和 CXL 標準的研發如何使 OEM 受益?

群聯的 重定時器 和控制器設計完全符合 CXL 2.0 和未來的 PCIe 6.0 框架,使 OEM 合作夥伴能夠部署高頻寬、低功耗的系統,這些系統可在分解拓撲之間有效擴展,而不會因擴展訊號路徑而造成效能損失。.

為什麼選擇 Phison 作為 NVMe oF 部署的共同設計合作夥伴?

群聯 直接與 OEM 和超大規模客戶合作,針對特定工作負載調整韌體和控制器邏輯,無論是 AI 推理、HPC 快取還是 多租戶 儲存節點,確保跨可組合基礎架構的最佳化效能。. 

群聯如何確保大規模分解系統的可靠性?

透過先進的糾錯演算法、端到端資料路徑保護和命名空間共享支持,, 群聯 即使在現代分解式架構中常見的高 IOPS、混合式工作負載條件下,SSD 也能提供一致的正常運作時間和可預測的延遲。.

哪些產業最受益於群聯電子驅動的分類儲存?

資料密集產業,例如人工智慧和機器學習研究、超大規模雲端、自主系統和財務分析 益處群聯的 控制器級創新,提供專為可組合資料中心設計的可擴充、低延遲、高頻寬儲存。.

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