浪潮自研SSD：基於SR-IOV技術，助力雲資料中心降本增效

北京 2022年11月30日 /美通社/ -- 隨著數字經濟蓬勃發展全球雲服務市場持續穩健增長。根據Gartner統計，2021年全球公有云市場規模達到3307億美元，增速32.5%。Canalys資料顯示，2021年中國雲基礎設施服務市場規模增長45%，達到274億美元。預計2026年中國市場規模將達到850億美元，五年複合年增長率為25%。

在智慧化、數字化趨勢下，基礎設施市場增長強勁，如何降本增效，開拓創新業務是當前企業熱議的話題。繼推出ZNS SSD之後，浪潮儲存針對雲服務市場推出了基於單根高速直通I/O虛擬化技術（Single-root I/O virtualization，簡稱 ）的自研企業級NVMe SSD產品，實現降本增效。

什麼是 ？

，是一個外圍元件快速互連（PCIe）的標準體系結構。基於這種結構，上層系統的虛擬層可以對伺服器儲存盤IO進行管理及共享。傳統IO虛擬化方案佔用PCIe插槽硬體和CPU資源較多且具有高延遲、低效能、低隔離性等短板，能克服這些痛點的基於SR-IOV硬體I/O虛擬化解決方案迎來廣闊的市場空間。

例如，某網際網路一線雲服務供應商，可以提供不同的雲硬碟出售服務，包括提供不同容量、頻寬、IOPS的QoS服務。一個宿主機支援多個提供SSD儲存服務的虛擬機器，並且SSD的容量（50G/100G/150G等）可以由終端客戶(虛擬機器的購買者)進行自主選擇，同時要求每個虛擬機器都要保證服務質量。這就對SSD設定了技術"門檻"：其一SSD要實現效能隔離，每個Mini-SSD使用特定額度的效能且互不影響；其二SSD要能支援QoS控制，實現效能分售，保證每個Mini-SSD效能負載均衡；其三，達到效能極限，讓多個Mini-SSD效能總和貼近一個完整SSD的效能，最大化發揮硬體資源潛力。

浪潮 SSD：基於SR-IOV，釋放快閃記憶體潛力

針對網際網路使用者需求，浪潮儲存基於第二代自研PCIe 4.0 NVMe SSD實現I/O虛擬化（SR-IOV）功能，支援1個物理功能（PF）和127個虛擬功能（VF）。浪潮SSD能夠將主控所支援的1025個佇列和中斷，透過虛擬化管理命令動態地將資源虛擬化佇列（VQ）和虛擬中斷（VI）分配給不同的虛擬功能，每個虛擬功能支援65個虛擬佇列和虛擬中斷。同時浪潮SSD將整個SSD的使用者儲存動態分配為128個名稱空間（Namespace），將其自由地關聯到不同的虛擬功能上，進行邏輯區塊地址（LBA）的隔離，保證每個名稱空間的最大讀頻寬/寫頻寬、最大讀IOPS/寫IOPS。如下圖所示，

浪潮儲存自研SSD NS8600G2將NVMe SSD與SR-IOV結合，在多個虛擬機器情況下進行物理資源共享，虛擬機器可直接訪問硬體資源，降低宿主機的CPU利用率，充分發揮SSD的高效能。在虛擬化和雲端計算場景下，浪潮企業級SSD藉助SR-IOV虛擬化技術可以減少使用者所需PCIe裝置數量，同時使用NVMe SSD能夠實現多名稱空間管理，不同名稱空間分配給不同的虛擬主機，從而達到資料IO相互隔離和QoS效能保障的目標。

浪潮SSD透過將底層高速儲存介質和SR-IOV特性的結合，降本增效顯著，具體如下：

一是高 QoS:無需軟體虛擬層或者硬體卡，虛擬化損耗低，算力與IO實現同路徑，延遲降低60%以上;

二是節約成本：節省主機板PCIe插槽資源和額外PCIe卡的運維開銷，對比加速卡方案節約成本；

三是虛擬層精細化：以更高能效比解除安裝CPU算力約10%，支援多虛擬機器環境下的SSD的空間隔離，虛擬化算力由各個SSD控制器承接，虛擬化管理更加精細精準。

近年來，浪潮儲存持續加大研發投入和創新，將底層硬體核心部件技術與使用者應用場景需求緊密結合，發揮快閃記憶體的高效、可靠、綠色優勢，以技術創新最佳化產品方案助力關鍵行業實現突破應用，全面釋放資料價值，加速數字化轉型。