超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的成本問(wèn)題

主機(jī)數(shù)據(jù)放置技術(shù)一直是超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心關(guān)注的話題，因?yàn)樗绊懰渴鸬腟SD的總體擁有成本（TCO）。盡管Open-Channel SSD和ZNS SSD等主機(jī)端數(shù)據(jù)放置技術(shù)都具有相應(yīng)的使用場(chǎng)景和參與客戶群體，但這些解決方案不可避免的導(dǎo)致軟件生態(tài)系統(tǒng)的碎片化，從而使代碼變得臃腫且增加開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本。

Flexible Data Placement（FDP）是新批準(zhǔn)的 NVMe 規(guī)范（TP4146），由三星，Meta和谷歌推動(dòng)，旨在減少寫(xiě)放大的同時(shí)，簡(jiǎn)化整個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)的集成。

FDP SSD支持FDP功能開(kāi)啟和關(guān)閉兩種模式，在關(guān)閉FDP功能時(shí)，可以兼容傳統(tǒng)SSD，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有的軟件生態(tài)做任何改動(dòng)，便可直接使用；開(kāi)啟FDP功能后，只需要投入少量的開(kāi)發(fā)資源便可享受FDP功能帶來(lái)的優(yōu)化效果，且這些改動(dòng)并不會(huì)過(guò)多的增加現(xiàn)有軟件生態(tài)的復(fù)雜性和運(yùn)維成本。

FDP SSD配置了若干個(gè)回收單元（Reclaim Unit，RU），多個(gè)RU組織成一個(gè)回收組（Reclaim Group，RG），每個(gè)RG擁有一個(gè)或多個(gè)回收單元句柄（Reclaim Unit Handle，RUH），每個(gè)RUH指向RG中的一個(gè)RU。

主機(jī)端將不同生命周期或不同類型通過(guò)不同的RUH寫(xiě)入所指向的RU中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離，以減少垃圾回收（GC）時(shí)所引入的數(shù)據(jù)拷貝，從而降低寫(xiě)放大，提升服務(wù)質(zhì)量（QoS）和SSD的耐久性。

西安三星電子研究所對(duì)FDP SSD在FDP功能分別開(kāi)啟和關(guān)閉的場(chǎng)景下進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。測(cè)試對(duì)象是基于自研的RocksDB數(shù)據(jù)庫(kù)的FDP插件。

從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，F(xiàn)DP功能開(kāi)啟后，將RocksDB不同生命周期的數(shù)據(jù)放在不同的RU中，寫(xiě)放大和性能均得到明顯改善。其中寫(xiě)放大從3.24降至1.73，同時(shí)IOPS提高了55%，P99延遲下降了28%。

隨著 FDP SSD的到來(lái)，能夠更好的幫助超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心處理日益繁重的工作負(fù)載。由于它的兼容性以及 Linux 內(nèi)核對(duì)FDP的支持，可以很容易集成到現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)中。三星將在最新一代數(shù)據(jù)中心 SSD 中支持 FDP功能，我們期待將這項(xiàng)技術(shù)及優(yōu)勢(shì)帶給整個(gè)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。

*本文中的產(chǎn)品圖片以及型號(hào)、數(shù)據(jù)、功能、性能、規(guī)格參數(shù)等僅供參考，三星有可能對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，具體信息請(qǐng)參照產(chǎn)品實(shí)物、產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)或三星半導(dǎo)體官網(wǎng)。除非經(jīng)特殊說(shuō)明，本網(wǎng)站中所涉及的數(shù)據(jù)均為三星內(nèi)部測(cè)試結(jié)果，涉及的對(duì)比均為與三星產(chǎn)品相比較。

審核編輯：劉清