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三星中国李珺珂:大数据时代三星的存储技术革新

2019年7月23日,三星(中国)半导体有限公司西安研究所存储事业部高级总监,李珺珂在于西安举办的2019存储与数据峰会上发表了题为《大数据时代三星的存储技术革新 》的主题演讲,以下内容根据现场速记整理:

大家上午好,我是来自三星半导体西安研究所的李珺珂,很荣幸出席存储与数据峰会,与各位专家朋友见面,我今天发表主题是“大数据时代三星的存储技术革新”。

我今天的主题分四个部分,首先从大数据时代的产?#30331;?#21183;开?#23478;?#20837;主题,然后针对大数据时代的趋势变化,介绍三星准备的一些最新产?#27867;?#25216;术,最后?#19968;?#20171;绍围绕中国存储行业三星的贡献与合作。

我们已经进入5G时代,将会是互联互通的时代,以前4G时代只有很少的一部分设备,比如说我们的个人电脑、?#21482;?#24179;板这些连接在一起,进入5G时代会有越来越多的其他设备连接在一起,成为万物互通时代,数据?#26102;?#28856;式增长。同时对存储挑战越来越高,为此为了迎接5G时代到来,数据和存储的重要性将会得到日益增长和提高。

从我们的观点出发,过去以CPU为中心的时代,从现在开?#23478;?#32463;进入数据为中心的时代,带来的影响不仅仅是当前的?#21482;?#21644;电脑,还带来了飞速增长的数据,同时依赖于大数据的机器学习和无人驾驶,也呈现爆炸式的数据增长,在这样的要求下必然会带来我们存储行业的蓬勃发展,从我们这?#25913;?#34987;反复提到的半导体行业的“超级周期”,正是这?#26234;?#21183;的体现。

除了大数据蓬勃发展之外,我们当下最流行的热点就是机器学习和人工智能,我们从各?#26234;?#36947;已经了解到,机器学习在很多方面已经超越了人类的能力,在这一方面我们三星的存储拥有从SSD到其他各种类型的设备,在这种大的社会变革下,我们期待用我们各种存储产品迎接划时代的变化。

第二,从数据变革展示三星针对大时代下全新的产品线和新的解决方案。

首先还是立足于我们对数据的变化和趋势,当前我们已经处于大数据时代,数据随时随地都在产生,而且需要实时在数据中心进行处理。对实时分析、实时处理,并且继续学习必然会带来对存储业务的挑战和增长,所以我们对云时代的理解是越来越多的设备通过云,通过互联网连接到云,然后经过云连接到的我们设备互联互通、沟通一体。在这?#26234;?#20917;下被云连接的各种设备产生了大量的数据,这样的话对我们现有的云基础设施也必然引发了巨大改变。所以针对这样的发展,对我们对三星下一代的存储产品提出了三个核心要素,首先是低延迟、高带宽、大容量。接下来?#19968;?#38024;对这三个核心要素逐一展开介绍全线产品。

为了满足不同场景下日益增长的需求,我们从单一的SSD产品现在已经构建了从Z-SSD到QLC SSD的全方位产品线,除了SSD产?#20998;?#22806;,当下最流行的是存储级内存(SCM),我们也通过标准化构建和生态系统构建等等活动在打造我们SCM产品,目前SCM产品已经通过标准化?#29616;ぁ?/p>

Z-SSD是我们针对数据实时分析和高性能应用开发的一款产品,Z-SSD同时具有低延迟和高带宽特性,我们可以看到相对于传统读取的延迟降低,Z-SSD并不是采用全新的存储介质,是使用了我们成熟的闪存技术,除了提高闪存技术的性能以外,通过优化闪存控制器性能进一步提高Z-SSD的整体性能。

从?#21040;?#25910;集到的Z-SSD反馈,比如说从服务器提供商和云服务商收到的反馈来说,他们普遍持正向反馈,这种低延迟的特?#26376;?#36275;了很多场景下的需求。另外我们还可以看到从国外的技术媒体收集到,在我们的Z-SSD出现低延迟方面已经接近友商竞品的性能,他们普遍对我们创新产品的出现持欢迎态?#21462;?/p>

高带宽、高容量的产品,以PCIe Gen4作为例子,PM1733最大容量支持32TB,以32TB来代替两个机柜万转硬盘的服务器,可以看到原有需要两个机柜的存储设备,现在只需要两个服务器代替,这样的?#20040;?#26159;在数据中心使用情况下大大节约了空间的占用和资源的消耗,同时我们的设计至少提高2倍以上性能,同时我们在4U对比2U服务器的时候,性能呈现成倍的增长。

QLC主要是针对以读取为主要应用场景的一些应用,比如说存档的视频、邮件、笔记,包括社交视频网站访问次数的照片和视频,这样一些场景非常适合QLC,主要还是以读写为主的应用场景。

QLC主要用于代替万转企业级磁盘,相对于万转的磁盘,我们的QLC SSD主要优点是在全生命周期TCO的产品相当于万转磁盘的1/3,这样从成本角度来讲提供非常有竞争力的选择,我们期待QLC SSD在万转的磁盘市场能迅速的展开。

下面介绍下一代形态的SSD,我们都知道在超大型数据库发展中,我们的功耗和空间利用率越来越重要,比如热插拔,所以我们专门为了满足这样的需求,设计了新一代小形态的SSD,简称使NF1 SSD,长?#21462;?#23485;度一样,但是高度很高,高度充分利用1U服务器内部空间设计,可以提供相当于四倍的容量,同时支持很多企业级SSD。比如热插拔,所以使用NF1构建下一代数据中心可以提供大容量,能源利用率更高的新选择。

我们使用NF1 SSD构建一个系统,比如使用16TB的NF1 SSD的话,1U的服务器可以达到576TB,2U的服务器可以扩展到1.15PB,?#27604;唬?#22240;为是支持向上扩展,所以性能也是2U比1U快两倍达到两千万IOPS,以上都很容易可以构建PB级的系统。

随着互联网的兴起,我们对传统数据库的要求,需要它具有高并发,同时需要易扩展的特性,在这?#26234;?#20917;下我们知道传统数据库效率越来?#35762;睿?#22312;这?#26234;?#20917;下,越来越多的厂商把目光转向了KV(Key Value)数据库,同时我们?#37096;?#21040;了在传统存储上部署KV数据库面临的一些问题。

我们发?#20013;?#35201;经过文件系统,块设备再转到SSD内部,还要再经过逻辑地址、物理地址的?#25104;洌?#36825;种层层数据?#25104;?#24102;来系统资源的消耗,随着SSD速度的越来越高,这种消?#33041;?#26469;越多的时候变成了系统的瓶颈,针对这?#26234;?#20917;三星推出了一款新的SSD——KV SSD,我们采取的办法是把一部分KV的引擎内置在KV SSD中,同时提供一些KV接口,这样的话可以直接享用应用程序的KV请求。这样大大减少了数据调用的流程,提高了数据访问的速度,节约了资?#30784;5比?#36825;种虽然极大提高了系统性能,但大家可以看到对传统存储架构有非常大的改变,需要我们随着新产品构建一种全新的软件生态,这一部分在后面可能会详细展开。

下一步结合?#36947;?#23637;示一下我们KV SSD革命性变化。首先我们选择了现在国内主流的KV存储引擎。测?#38498;?#27604;较下来结果可以看到,延迟降低了7.6倍以上,IOPS提高了7.7倍,变化是非常巨大的。同时选择了国内主流的分布式存储,同样可以看到带宽提升了4.8倍,IOPS至少提升2倍以上。所以目前这些工作正和客户在密切开展,希望有更多了解的会有更多介绍详细了解。

最后一部分,介绍一下三星针对中国存储行业生态系统的合作?#25512;?#19994;贡献。首先介绍一下OpenMPDK,刚才我提到了要想实?#20013;?#30340;软件接口的存储设备,比如说KV SSD,必须改变传统软件架构,这样情况下三星提出了OpenMPDK,OpenMPDK是什么?是提供从底层驱动到中间件,比如支持一些多设备的中间件,到最后数据库适配,比如我之前提到的KV数据库适配,这样三星希望通过OpenMPDK把我们新的SSD特性、新接口更快更容易地接到用户系统中。

?#32469;?#20540;得一提地是,OpenMPDK这个软件组件是西安团队开发,我们主页已经可以搜索到,如果大家希望了解并加入进来可以到主页访问,欢迎大家的参与,共同推动这种存储结构的革命性改变。

最后是关于针对当前的数据库的设计,我们强调多样?#38498;?#28789;活的配置,三星目前持开放态度,欢迎各种用户厂商针对他们的特定场景来合作开发针对性的SSD优化和解决方案,这是我们对共建中国存储的生态系统的一种期望。

希望和友商们携手共进,共创未来,最后非常?#34892;?#20027;办方给的宝贵机会,谢谢大家。

本文为速记整理内容,未经三星中国审核。

未经?#24066;?#19981;得转载:DOIT » 三星中国李珺珂:大数据时代三星的存储技术革新

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