存储分解:NVMe-oF 和 CXL 如何实现数据中心可组合性

作者 | 2025 年 10 月 22 日 | 全部, 技术

一种新的数据存储方法可提供当今组织所需的高性能和低延迟。. 

随着企业寻求新方法来管理日益增长的海量数据,他们意识到需要一种新的数据存储方法。传统的直连存储 (DAS) 已不再高效,因为它会根据服务器的 PCIe 连接插槽数量限制其存储容量。虽然如今的软件定义存储 (SDS) 朝着正确的方向迈出了一步——因为它将存储与计算硬件分离——但它仍然需要依赖服务器的 CPU 来管理存储访问以及复制、运行应用程序、数据加密等操作。CPU 的负载会导致更高的延迟和更差的整体性能,这实际上又限制了服务器能够处理的存储量。.  

现在,许多组织越来越多地采用分解式存储基础设施,其目的是在不增加复杂性或需要额外硬件的情况下提供所需的大存储容量。.  

 

 

什么是数据存储分解?    

存储分解是一种存储方法,其中存储资源与计算资源分离或解耦。基础架构创建一个共享存储池,组织的应用程序或其他工作负载可以通过网络结构访问该池。.  

分解式存储是一种可组合基础设施。这意味着它将存储从底层硬件中抽象出来,系统通过软件管理存储池。它可以快速高效地扩展或缩减存储,因为每个应用程序或工作负载都能获得所需的资源,而无论这些资源位于何处。计算资源的管理独立于存储资源,因此可以动态扩展存储,而无需增加不必要的计算资源。.  

 

分解存储的工作原理

分解式存储基础架构中的存储资源池会配置给整个组织 IT 生态系统中的应用程序和工作负载。网络结构连接存储设备,类似于存储连接网络 (SAN),但不同之处在于,分解式存储池连接所有数据源和类型的数据存储。例如,无论它们是 HDD 还是 SSD,也无论它们是位于本地、远程位置边缘还是云端的本地设备。.  

高速网络结构是分解式存储的关键组件。它允许系统的计算节点访问低延迟、高性能的数据存储,并将 CPU 从存储管理和配置任务中解放出来。一些组织使用基于以太网的协议作为连接结构,但如今越来越多的组织转向 NVMe over Fabrics(NVMe-oF)。.  


NVMe-oF
 

NVMe-oF 的创建是为了扩展 NVMe 存储功能可跨多种网络结构,例如 RDMA(包括 InfiniBand、RoCE、iWARP)、以太网和光纤通道,从而提供更快的数据传输速度、更高的性能和更强的安全性。在该技术出现之前,企业依赖于 iSCSI(Internet 小型计算机系统接口)、SAS(串行连接 SCSI)和光纤通道协议 (FCP) 等网络连接。所有这些连接都是在硬盘驱动器和物理磁带驱动器统治数据中心的时代开发的,因此它们限制了 SSD 等更高级闪存驱动器的性能。.  

NVMe 是一种专为将 SSD 连接到 PCIe 插槽而开发的传输协议,因此将此功能扩展到跨各种网络连接的存储,可以为组织提供随时所需的卓越性能和高速数据传输能力。它还能释放 SSD 的真正威力和性能。在分解式存储系统中使用 NVMe-oF 可将 SSD 与服务器的 CPU 隔离,并确保其存储的数据始终可通过低延迟结构供位于世界任何地方的计算节点访问。.  

NVMe-oF 的优势包括快速、高效、远程访问存储;更高效的数据传输,这对于需要超低延迟的应用程序尤为重要;更好地支持提供现代工作负载所需性能的 NVMe SSD;更容易的可扩展性和灵活性;以及支持高级存储功能,例如命名空间共享、多路径和端到端数据路径保护。.  


计算快速链路 (CXL)
 

CXL 正迅速成为现代企业的行业互连标准。它具有缓存一致性,这意味着它可以在 CPU、加速器和其他连接的存储设备(例如 SSD)之间保持存储数据的一致性。借助 CXL,系统可以共享内存,并且相比 PCIe 具有更高的性能和更低的延迟。本质上,CXL 支持在物理 PCIe 层上运行替代协议(即 PCIe 的替代协议),从而提供 PCIe 的性能优势和更低的延迟。.  

虽然它不是分类数据存储的直接组成部分,, CXL 凭借其性能优势,它正在极大地增强当今的分解式存储基础设施。分解式存储中支持 CXL 的 NVMe SSD 可提供接近系统 DRAM 内存的性能,同时提供海量的存储容量。.    

 

 

选择 Phison 获得具有 NVMe 性能的 SSD

作为 NAND 控制器和存储系统的全球领导者, 群联电子在开发和设计固态硬盘 (SSD) 方面拥有丰富的经验,能够满足当今严苛的工作负载和应用需求。公司致力于持续研发,不断改进其产品和解决方案。.  

“群联电子美国公司总裁兼总经理 Michael Wu 在 2023 年的一份声明中表示:”自 PCIe 3.0 协议推出以来,群联电子一直致力于业界领先的研发,致力于开发内部芯片间通信技术,PCIe 4.0 和 PCIe 5.0 解决方案现已投入量产,PCIe 6.0 解决方案也已进入设计阶段。” 新闻稿. Phison 最近还因其 重定时器解决方案, ,符合行业 CXL 2.0 标准。.  

分类数据存储可以帮助企业更高效地管理海量数据,并从中提取有价值的洞察。借助群联的数据存储解决方案,企业可以获得保持竞争力所需的可扩展性、性能、效率和灵活性。.  

 

常见问题 (FAQ):

存储分解解决了现代数据中心的什么问题?

传统 DAS 将存储容量与物理服务器插槽绑定在一起,限制了可扩展性,并且在 CPU 处理两者时增加了延迟 计算 和存储任务。存储分解通过将存储与 计算 资源,允许通过高速网络结构访问共享、可扩展的 SSD 池。. 

分解存储与软件定义存储 (SDS) 有何不同?

虽然 SDS 通过软件抽象存储,但它仍然依赖每台服务器的 CPU 来执行管理任务。分解式存储将这些任务卸载到网络结构中,从而减少 CPU 负载、改善延迟,并允许动态地分配资源。 已分配 跨多个计算节点。. 

NVMe oF 在存储分解中扮演什么角色?

NVMe 延伸 NVMe 低延迟、高吞吐量协议,超越本地 PCIe 到网络结构,例如 RDMA、RoCE 或 纤维 通道。它连接远程 NVMe SSD 能够以接近本地的性能为计算节点提供灵活、, 高速 访问池存储。.

为什么 iSCSI 和 SAS 等传统协议如今效率较低?

iSCSI 和 SAS 是为机械存储介质设计的,与 SSD 一起使用时会产生瓶颈。. NVMe 消除 这些低效率,使得 基于闪存 设备通过直接、简化的通信路径实现完全并行性和带宽潜力。. 

Compute Express Link (CXL) 如何增强分解基础设施?

CXL 引入了 CPU、加速器和存储设备之间的缓存一致性。与 NVMe SSD、CXL 通过大型内存池实现接近 DRAM 的性能,最大限度地减少需要快速数据访问的 AI 和分析工作负载的延迟。.

Phison SSD 为分散式环境带来哪些优势?

群联的 企业级 SSD 是基于 在家里 控制器技术 优化 延迟、耐用性和数据完整性。这些驱动器支持 NVMe 4.0 和 5.0,设计中还采用了 PCIe 6.0,确保为需要高吞吐量和可预测 QoS 的可组合架构做好准备。. 

群联在 PCIe 和 CXL 标准的研发如何使 OEM 受益?

群联的 重定时器 和控制器设计完全符合 CXL 2.0 和未来的 PCIe 6.0 框架,使 OEM 合作伙伴能够部署高带宽、低功耗的系统,这些系统可在分解拓扑之间有效扩展,而不会因扩展信号路径而造成性能损失。.

为什么选择 Phison 作为 NVMe oF 部署的共同设计合作伙伴?

群联 直接与 OEM 和超大规模客户合作,针对特定工作负载调整固件和控制器逻辑,无论是 AI 推理、HPC 缓存还是 多租户 存储节点,确保跨可组合基础设施的优化性能。. 

群联如何确保大规模分解系统的可靠性?

通过先进的纠错算法、端到端数据路径保护和命名空间共享支持,, 群联 即使在现代分解式架构中常见的高 IOPS、混合工作负载条件下,SSD 也能提供一致的正常运行时间和可预测的延迟。.

哪些行业最受益于群联电子驱动的分类存储?

数据密集型行业,例如人工智能和机器学习研究、超大规模云、自主系统和财务分析 益处群联的 控制器级创新,提供专为可组合数据中心设计的可扩展、低延迟、高带宽存储。.

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