第三代ARM存储系统到来

原创 2017年11月20日 00:00:00

可曾记得,第一波ARM存储系统,Facebook搞过一款ARM服务器,百度也搞过一款ARM存储服务器。


又可曾记得,希捷搞过一款名为Kinetic的系统,其直接利用硬盘背面的ARM利用以太网向外提供私有的对象存储协议。这算是第二波ARM存储系统


第一波太偏互联网的软硬件环境和场景。而第二波则只支持私有的对象存储协议,应用更加受限。


11月19日,深圳市瑞驰信息技术有限公司发布了第三代基于ARM的微集群存储系统NxCells。与前两代相同的地方是,其仍然使用了ARM挂接SATA硬盘的方式。然而其与前两代系统有着较大不同。

面向通用存储市场


NxCells面向通用存储市场,提供了各种常用标准访问协议,比如NFS、CIFS、iSCSI、HDFS、FTP、HTTP、Object等。这是前两代ARM存储系统不具备的。百度系统属于自用私有系统,希捷Kinetic不管是在硬件上还是软件上,其接口都是私有的,这一点导致其根本无法推广。其硬件采用定制的SATA硬盘,而不是普通SATA硬盘+ARM控制板,虽然本质上也是相同架构,但是其直接将ARM加在其硬盘背面PCB上,这样就导致其生态极为封闭;其软件上采用的是私有的对象访问接口,并提供上层API,程序需要通过该API才能访问该系统,这更是在走一条不归路。导致其在市场上无法立足,互联网应用都有自己的API而且变化多端,不可能采用被第三方定制的API,传统业务系统又不可能针对这种小众API做定制化开发。

NxCells目前主流的最佳应用场景是诸如数据中心云归档或者监控、医疗影像、大数据等市场,其对空间密度和功耗有着硬性指标,对扩展性、容量也有较高的要求。ARM微集群非常适合这类场景。对于一些分布式数据库,微集群也很有优势。

密度适中接地气

2U 24盘位,12个ARM控制板(节点),每个控制板挂接两个SATA盘。其ARM控制板的密度比百度的系统(2U 6节点,每节点挂接4个盘)要高,而硬盘密度持平(如果不考虑百度采用的天蝎机柜的宽度和深度都要略高的话)。NxCells系统相比希捷Kinetic系统的ARM节点密度低一半(后者是每个硬盘配一个ARM节点,4U 60盘位),而硬盘密度要低于后者。


上图所示为NxCells系统使用的ARM节点实物图,采用了Marvell公司的ARM SoC,分别采用一个SATA槽和SATA线缆接口各连接一块SATA盘。

这种配比比较均衡,百度ARM存储主要场景是冷存储,所以节点密度低,而希捷Kinetic虽然每个硬盘配一个ARM,但是其ARM处理器的性能是较低的,因为需要控制硬盘功耗,而其4U 60盘位高密度机箱,一方面在硬盘插拔运维方面增加了难题,另一方面其对机柜、机房的承重和功耗都提出了更高要求,这会进一步限制其应用范围。

NxCells的硬件规格上密度适中,沿袭了存储系统一贯优良传统,2U 24盘位,无论是维护上还是功耗、承重上,都不是问题。而且使用的12个ARM控制板的性能规格也是较高的。每个板提1个万兆以太网口。


瑞驰的总经理刘毅这样说道:“这个设计有个优势和考虑,就是2U空间,机箱深度不超过700,能放入数据中心最小机柜,功耗260W不超过原来2UX86服务器或存储。这样做可以真正实现容量平滑升一倍。其他密度高有一定伪命题,要不机柜很深,要不功耗很大。对于很多建成的机房改造是不现实的,尤其很多运营商IDC,都是通信机房改造的,都是600X800机柜,而且机房总的供电实际上是不可调的。还有功耗,只增加了硬盘数量,相应功耗都是增加的。一个柜的额度功耗还是死的,插不满机箱是没有意义的。所以这个设计是真正能兼顾各种新老机房(实际上机房对机箱功耗和长短,最好是能落在一个常用区间的),机房不用任何改造,使容量平滑翻倍的方案。这个机器支持完全的热插拔,无线缆设计,维护容易的多,ARM节点坏了,或者硬件升级,直接拔出更换。另外我们还做了X86的板子(性能一般),可以做为一体机应用,比如备份一体机,编解码一体机等等。”


遵循专业存储系统的高可靠模块化设计

NxCells机箱采用双交换板设计,每个交换板提供2个万兆和2个千兆口。交换板上含有万兆交换芯片,将机箱内12个ARM节点输出的万兆链路与上行链路进行数据交换。交换板、ARM板、硬盘,都是FRU。


整机支持利用BMC基于IPMI2.0协议远程管理。此外,NxCells还提供了一个网络接口直通板,其将12个ARM板上的万兆口直通到外面。



系统整体设计遵循高可靠原则,所有部件都采用 冗余设计,硬盘、 CPU、 内存、 网络、 电源、 风扇等所有组件全部支持在线热插拔。 无单点故障内置的分布式软件提供多种冗余方式, 最大限度的保障数据的安全性和可靠性所有故障的检测和自 动恢复, 恢复期间, 能保持正常的数据访问。

强大的软件功能

软件架构上,其本质上是一款分布式、非对称式集群存储系统(对集群文件系统的详解见《集群文件系统架构终极梳理》一文)。功能上,支持多副本、纠删码、快照、负载均衡、支持AD域、在线扩容、性能线性增长、带宽融合等。






纯国产

瑞驰总经理刘毅表示:“我们计划等龙芯3000SoC量产后就直接放到这个架构里,直接用国产低性能CPU做成一个大部分场景能用的通用国产芯片存储。另外我们与航天龙梦(龙芯平台主板厂家)有良好合作关系,会很快推出产品外我们也在积极规划基于飞腾四核CPU的平台推出产品。”


瑞驰的这款NxCells存储系统能否担起ARM存储平台的排头兵重任,冬瓜哥也会随时关注并同步更多信息,我们拭目以待!



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