大數據時代 元存PCI Express固態硬盤服務器解決方案

　　【行業背景】

　　如今是信息大爆炸的時代，是網絡的世界。未來大數據將如同基礎設施一樣，有數據提供方、管理者、監管者，數據的交叉復用將大數據變成一大產業。服務器是網絡中心的核心幾乎承載著用以數據的產生、交換的所有應用;信息化高速發展，存儲的容量和性能變得愈發重要，對于存儲陣列中的硬盤來說，其性能水平、穩定性、I/O和組建陣列的靈活擴建方面成為存儲重要的選購依據，同時采用多個小容量硬盤堆疊、對硬盤采取池化措施的虛擬化技術等措施均被利用于提升存儲IOPS。而到了今天我們卻發現，真正到了大數據時代，存儲實際上已經遇到了瓶頸，而目前彌補這一性能瓶頸的手段之一就是固態硬盤。板載PCI Express接口與CPU、內存數據的通訊和傳輸效率比傳統的SATA/SAS接口高很多，在未來數據中心和終端平臺上擁有廣闊的發展機遇。

　　智能城市大數據的特征(圖片來源于網絡)

　　智能城市大數據的特征(圖片來源于網絡)

　　【客戶需求】

　　“信息將成為‘二十一世紀的石油’。”(Gartner，2010年)“數據正在成為商業的新型原材料：經濟投入幾乎相當于資本與勞動力。”(援引《經濟學家》，2010年)，隨著當前信息化的高速發展，商家對服務器平臺的要求越來越高，由此產生了下列問題：

　　一、如何提高現有服務器存儲空間?

　　二、在終端使用時，如何減少客戶等待時間，快速運行設備，提高客戶滿意度?

　　三、如何在現有情況下，降低設備使用功耗，節約運行成本?

　　四、如何提升設備帶寬及IOPS?

　　五、如何在高溫、長時間作業等情況下，確保設備的安全性與可靠性?

　　【解決方案】

　　根據客戶的需求，元存作為寬溫級SSD固態硬盤專業廠家，推出一款基于PCIe接口協議的寬溫級服務器存儲解決方案。滿足幾何級增長的密集IO類應用，較之傳統機械硬盤在IO性能有巨大提升。元存研發團隊一致指出只有解決存儲IO瓶頸問題，加速數據讀寫性能才能維持業務穩定運行，提升用戶體驗效果。

　　元存寬溫級PCI Express固態硬盤存儲卡采用特殊的驅動器通過PCI總線進行直接存儲器訪問(Direct Memory Access，簡稱DMA)，而非只是將閃存或DRAM內存封裝成SCSI連接的硬盤驅動器。從I/O延遲角度上講，這是一種完全的改變，使得隨即讀寫性能比當前最快的存儲陣列成數量級的提升。還能幫助IDC服務器機房，在電價不斷上漲，飽受成本困擾的情況下也是大幅降低電費的絕佳方案，甚至將傳統服務器機箱重新設計，把現有服務器空間縮到一半。

　　【方案優勢】

　　一、簡化存儲路徑，解決存儲IO瓶頸

　　服務器的存儲方式主要分為本地硬盤存儲系統、磁盤陣列存儲系統及PCI-e 固態硬盤存儲系統，這三種存儲方式均能協助服務器硬盤提升性能，但是最后一種使用PCIe SSD系統相比前面兩種存儲方式能夠提供高達60萬隨機讀IOPS性能，以及16Gbps讀寫帶寬，滿足客戶對高IO、高帶寬的業務需求。PCI Express SSD卡通過PCIe總線直接與CPU通信，縮短存儲訪問路徑，再結合Flash的高速讀寫性能，極大的提升存儲性能，解決存儲IO瓶頸。

　　二、提供大容量數據存儲空間，數據緩存空間更大

　　元存寬溫級PCI Express固態硬盤存儲卡支持1TB、2TB、4TB、8TB容量選擇，客戶可根據服務器設備性能及需求選擇產品容量，拓展服務器存儲空間。支持磁盤陣列組合模式，將多塊PCI Express卡共同組建大容量存儲空間。

　　三、提供快速讀寫性能，加快設備運行及反應速度

　　元存寬溫級PCI Express固態硬盤存儲卡采用PCI Express3.0接口標準，根據總線位寬不同，支持PCI Express X8、X16兩種插槽模式。PCI Express3.0理論帶寬10GB/s，信號頻率8GT/s，編碼方案128b/130b。從官方給出的產品規格書中可以看出，最大讀寫速度為4500/3600MB/s，平均存取時間0.04ms，讀寫性能應用于服務器中將大大提供運行效率，滿足大部分客戶需求。

　　元存PCI Express3.0 2U固態硬盤正面圖

　　元存PCI Express3.0 3U固態硬盤正面圖

　　一、低功耗，降低運行成本，提高產品壽命;

　　五、嚴格測試流程，確保產品穩定性、安全性，在惡劣作業環境中保持常態作業

　　服務器硬盤幾乎是48小時不停地運轉，承受著巨大的工作量，因此服務器硬盤安全性及穩定性起到尤為重要的作用。PCI Express固態硬盤采用寬溫級固態硬盤專用主控方案，搭載優質寬溫級MLC閃存Flash芯片，從產品零器件把控產品質量。

　　元存PCI Express 3.0 2U讀寫性能ATTO測試截圖

　　元存PCI Express 3.0 2U產品讀取穩定性測試截圖

　　元存PCI Express 3.0 2U產品寫入穩定性測試截圖

　　在品質方面，元存精選優質寬溫元器件，確保產品每個元器件均符合軍規、工規行業標準，同時嚴苛的高低溫測試、延誤測試、跌落測試、機械沖擊測試、振動測試、ESD測試、常溫高濕操作測試、冷熱沖擊測試及兼容性測試等方面進行全面的檢測，從外在的防物理沖撞到內部防靜電、防信號干擾等全面保障產品運行地穩定性及安全性。嚴苛的長時間高低溫測試，促使PCI Express固態硬盤在-40℃~+85℃溫度范圍內持續長時間高負荷作業。

　　元存PCI Express固態硬盤生產設備

　　六、高性價比，兼容性更強

　　針對硬盤與服務器的兼容性問題，元存對此作出了全面的檢測方案，包括斷電測試(驗證產品在非正常斷電情況下的兼容與可靠性)、安裝操作系統測試(驗證產品模擬客戶安裝操作系統的兼容性)、系統重啟測試(驗證產品在操作系統重啟下的兼容性)、影音播放測試(驗證產品在操作系統中影音播放的兼容性)、大數據拷貝測試(驗證產品在操作系統進行大數據拷貝的兼容性)、壓力測試(驗證產品在壓力測試的兼容與穩定性)等，確保產品在斷電、重啟、沖擊等環境下的兼容性問題，提高產品適應能力。

　　七、適應振動、跌落、腐蝕、潮濕、寬溫等惡劣作業環境

　　元存專注于寬溫級固態硬盤的研發及生產，其他產品均符合國際寬溫級固態硬盤產品標準。內部采用固態硬盤相同構架，沒有復雜的零器件，使產品在振動、沖擊、跌落等狀態下常態作業。

　　【方案硬件特色】

　　元存寬溫級PCI Express固態硬盤是專業為服務器硬盤開發的一款產品，支持Windows XP,Windows 7,Windows 8.1,Windows 2003,Windows 2008，DOS，Linux,Unix系統，滿足不同行業不同系統應用需求。采用主控搭載閃存客戶的內部構建模式，提供安靜的作業環境。PCB板采用多層板設計，提升抗信號干擾能力。

　　在產品散熱方面，元存PCI Express固態硬盤自帶迷你小風扇，在產品開始作業時自動啟動，及時為硬盤降溫散熱。

　　針對用戶關心的數據可靠性問題，元存提供可靠性鐵三角方案，全方位、全時段保護客戶數據。鐵三角由提前預防、實時保障和事后補救三個部分組成。

　　一、提前預防

　　1.采用定期巡檢數據，預防數據出錯，搬移出錯數據，確保錯誤不累積

　　2.通道間冗余、資源共享，確保在多個芯片故障下能正常工作

　　3.數據分類技術：減少數據寫放大，提升Flash擦寫壽命

　　二、實時保障

　　1.采用動態及靜態的磨損平衡算法

　　2.超強的ECC糾錯能力，確保成功寫入數據

　　3.TRIM技術：高效回收閑置Flash數據塊，確保性能最優

　　三、事后補救

　　1.采用內置動態RAID5避免單顆Flash損壞導致數據丟失

　　2.掉電保護，確保數據在異常掉電情況下，數據仍可完整保存

　　【 應用 范圍 】

　　元存寬溫級PCI Express固態硬盤適用于搜索引擎、Cache、數據庫、視頻服務等隨機讀寫操作頻繁和IOPS 要求較高的業務，具有高性能、高IOPS、高可靠、易維護等優點。主要應用于：

　　1.金融服務高頻率交易平臺、生命科學以及能源方面的高性能計算(HPC)服務器;

　　2.Web 2.0，如Facebook、微博等;

　　3.關系數據庫。熱文件、索引、元數據都可以被放置在SSD中作為緩存使用。數據也可以被放置其中。當有查詢、排序和計算操作時，數據庫反應速度可以成倍地增加。

　　在IO密集、延遲敏感型業務系統的使用中，一張PCI-e固態硬盤存儲卡的服務器業務處理能力超過多臺服務器總和，可大幅減少服務器采購數量，降低系統的CAPEX。

　　【關于元存】

　　元存是一家集設計、研發、生產及銷售為一體的專業固態硬盤實力廠家，公司從事SSD固態硬盤已有十年的發展歷程，旗下工業級固態硬盤覆蓋0℃~70℃、-20℃~+75℃、-40℃~+85℃及-55℃~+105℃溫度范圍，產品接口類型覆蓋SAS、PCI Express、SATAII、SATAIII、mSATA、HalfSlim、PATA、CF、ZIF、CF卡、CFast、SATA DOM、IDE DOM、USB DOM等接口類型寬溫級固態硬盤，是目前固態硬盤行業產品線最齊全的廠家之一。滿足消費級、工業級、企業級及軍工級用戶使用，同時公司提供OEM/ODM客戶定制化服務解決方案。

　　元存產品在價格及產品性能方面均比其他廠家存在很大的優勢。元存嚴格把關產品品質的同時，為客戶提供最高的產品性價比。2015年11月，元存榮獲《國家高新技術企業認證》，元存產品、產品技術及創新能力等均得到了國家的認可，將繼續為客戶提供更為安全、穩定、高性能的產品解決方案。