基于 CSAL 的参考存储平台

存储解决方案所使用的开源构建块是一个复杂的部件组合，很难组装和使用。这种复杂性往往会阻碍这些解决方案的快速开发、评估和部署。为了解决这一问题，Solidigm 与英特尔、StarWind、其他行业合作伙伴以及存储性能开发工具包 (SPDK) 社区合作开发了一个参考存储平台。该平台将有助于促进全行业的协作，并能够轻松评估和采用目前正在开发的数据放置技术（例如，分区命名空间 [ZNS] 和灵活数据放置 [FDP]）。

该参考平台使用商用服务器，这些服务器搭配由 SPDK 和云存储加速层 (CSAL) 组成的开源软件栈，作为基于主机的闪存转换层 (FTL)。本解决方案简介讨论了 Solidigm 如何使用此参考平台来展示新发布的 Solidigm™ D5-P5336 61.44 TB 四层单元 (QLC) SSD 的高密度存储所带来的前所未有的总拥有成本 (TCO) 优势。

参考存储平台的优势

该参考存储平台是一个开放、可扩展的高性能平台，支持硬件和软件供应商快速创新（使用高密度 QLC、基础设施处理器 [IPUs] 和数据放置技术等）。此外，该平台还能让系统集成商和最终客户在完全实施的解决方案界面中无缝评估和采用这些创新技术。平台供应商和独立软件供应商 (ISV) 可以通过增值创新来扩展开源平台的功能，以创建自己的专有设备和解决方案。

CSAL 可以实现什么？

基于 CSAL 主机的 FTL 将 Solidigm 高密度 QLC SSD 的使用扩展到混合工作负载。CSAL 通过以下四个核心功能来实现这一目标：

1. 写入整形可减少 SSD/DRAM 内存占用

Solidigm 超密集 SSD 有助于降低 DRAM 成本，同时保持 TLC 读取性能。CSAL 为新出现的数据放置接口设计了与间接单元 (IU) 大小相匹配的写入方式，为混合工作负载带来了 TCO 优势。

2. 通过池化来提高容量和性能利用率

CSAL 支持在多个云应用程序/租户之间共享大型 SSD，从而提高容量和性能利用率。

3. RAID 可增强数据保护和可靠性

CSAL 正在开发一种完全条带化 RAID5 实施方案，在提高数据保护和可靠性方面，其效率比传统 RAID5 高 2 倍。

4. 减少多租户环境中的写入放大

在多租户云环境中，混合数据放置会导致过度写入放大。CSAL 正在开发的是数据放置技术的集成。通过优化数据放置、聚合写入和调度输入/输出 (I/O) 操作，CSAL 有助于实现真正的多租户隔离，并有助于提高 QLC 性能和耐用性。

使用 Solidigm QLC SSD 测试平台

密度的提高带来了显著的 TCO 优势。例如，阿里巴巴将其第二代大数据本地磁盘实例 (D2C) 基于 HDD 的本地磁盘存储节点升级为第三代实例的 Solidigm D5-P5316 QLC SSD 节点后，性能与存储密度均达到 D2C 方案的两倍。而后续采用的 D5-P5336 61.44 TB QLC SSD 进一步将存储密度提升至 D5-P5316 的四倍，并通过降低资本支出 (CapEx)、缩小数据中心占地面积以及减少维护人员及相关设备、线缆和电力需求，实现了 TCO 减半的突破。[1]1

测试配置

为了客观地评估其使用此参考平台的新型最高密度 QLC SSD，Solidigm 将一个具有 10 个 Solidigm TLC 驱动器（不含 CSAL）的系统与一个使用 CSAL 的 3 SLC + 7 QLC 配置进行了比较（该配置使用三个 800 GB Solidigm 第一代 SLC SSD 和七个 61.44 TB D5-P5336 SSD 作为容量层）。Solidigm 使用 4K 70/30 读/写工作负载，使 100 Gbps 网络的利用率达到 80%。CSAL 利用 SLC SSD 作为缓存/写入缓冲器，从而能够将写入工作负载有效调整为顺序写入（见图 1）。

图 1. CSAL 架构

这两种配置都能实现所需的网络饱和度。虽然 TLC SSD 可以提供更高的原始性能，但网络瓶颈会导致剩余带宽无法利用，这从本质上造成两种配置提供相同的性能（见表 1）。

表 1. CSAL 测试结果比较

Solidigm 开发了一个内部模型来量化 D5-P5336 QLC SSD 密度的 TCO 优势。表 2 中的高级比较表明，相比 TLC 配置，D5-P5336 QLC SSD 可以提供相同的性能，而 TCO 却降低了 35%。

表 2. CSAL TCO 比较

Solidigm 邀请平台供应商和最终用户在其设备和解决方案实施中使用参考存储平台。整个存储行业的创新者都可以使用该参考平台并在此基础上进行构建，从而确保提供一个强大的平台来展示、评估并加速采用新的存储解决方案。

立即尝试参考存储平台：

如需参考，请阅读白皮书“《在 Course IU SSD 上实现最佳性能和耐用性》(Achieving Optimal Performance and Endurance on Course IU SSDs)”。