先前我們就DPU的角度,介紹了Marvell今年發表的Octeon 10,去年10月該公司曾推出首款原生支援NVMe的RAID 1加速卡,名為88NR2241-B,也相當特別,而這項解決方案第一個合作的對象是伺服器廠商HPE,他們推出NVMe介面的作業系統開機儲存裝置(OS Boot Device),稱為NS204i-p,可用於ProLiant系列、Apollo系列伺服器的Gen 10與Gen 10 Plus部分機型,也能讓基於這些產品而建構的多種整合應用設備,跟著受益。

例如,以超融合基礎架構(HCI)而言,NS204i-p能用在多種系統平臺的HPE這類解決方案,例如,HPE vSAN ready nodes、HPE ProLiant DX servers for Nutanix、HPE Solutions for Microsoft Azure Stack HCI,以及HPE Nimble DHCI。

純粹使用HPE ProLaint系列伺服器的用戶,也可憑藉NS204i-p來建置無磁碟(diskless)伺服器,之後,能夠再連接其他的儲存陣列,以HPE本身的這方面產品來看,應該是指HPE Primera或HPE Nimble Storage。

以產品形式來看,NS204i-p這款設備是1張PCIe介面卡,當中包含了2臺容量為480 GB、M.2外形的NVMe介面固態硬碟,用來儲存作業系統執行所需的檔案資料,並且搭配1顆ASIC晶片88NR2241,內建硬碟鏡射(mirror)的資料保護機制,實現RAID 1的硬碟儲存備援功能,藉此保護快閃儲存裝置的完整性,提供應用程式層級的用戶最佳體驗。

 

 

值得注意的是,因為NS204i-p主要目的是啟動作業系統,進行讀取資料的工作負載遠大於隨機寫入,因此,這裡搭配的是讀取密集型的企業級固態硬碟,可支援斷電保護,而且是能夠進行插拔替換的,而非固定焊死在介面卡上;在PCIe匯流排的連接方式上,每臺固態硬碟配置2個PCIe通道,也局限了固態硬碟的隨機存取效能。

在搭配的NVMe RAID晶片88NR2241上,除了提供自動RAID-1保護,也包含硬碟資料管理,能讓安裝這張PCIe介面卡的伺服器,將其視為1臺480 GB的NVMe固態硬碟。

若以SATA介面的開機儲存裝置解決方案為基準,HPE表示,像NS204i-p這樣的企業級固態硬碟開機應用設備,可提供4倍讀取速度。

關於系統軟體相容性的部分,HPE也針對主機端的NVMe裝置連接,提供原生的作業系統驅動程式支援,可支援Windows Server 2016/2019、RHEL 7.6至8.0、SLES 12 SP4/15,以及VMware vSphere 6.7 U3/7.0。因此,在使用這張PCIe介面卡開機時,可透過預先完成的組態設定來啟動作業系統,用戶不需要透過圖形使用者介面,或其他手動設定來額外安裝驅動程式或軟體,相形之下,這會比起使用傳統RAID控制器或部署軟體RAID,要來得省事。

基於上述架構,Marvell認為,他們發展的NVMe RAID 1加速卡,相當適合企業級固態硬碟開機的應用方式,可針對作業系統運作所需檔案與系統復原的相關資料,提供額外的保護,因為,存放在加速卡的這些資料,實際上,等於是以實體方式存放在伺服器硬碟以外之處,而非混雜在大量用戶資料,而形成一道隔離執行機制。

而此種相互隔離的資料存取方式,對於伺服器虛擬化平臺、軟體定義儲存系統、超融合基礎架構等應用的部署,至關重要,因為這麼一來,伺服器在事件記錄資料與系統開機程式的存取上,將會變得更可靠──這些與系統能否正常執行有關的資料,將不會受到使用者資料存取的影響,而遭到破壞。

在此之前,過去有些廠牌的伺服器廠商已採行類似的作法,來提升可靠度,但這會占用處理器運算資源與硬碟容量。例如,VMware伺服器虛擬化平臺底層所仰賴的ESXi,會透過中央處理器對兩臺硬碟儲存裝置,來執行RAID 1保護(也就是軟體式RAID),因此,為了要確保ESXi系統檔案具備高可用性,等於需占用處理器運算資源,以及2臺硬碟。而現在有了身兼硬體RAID 1加速能力,以及2臺NVMe固態硬碟的NS204i-p,伺服器可將RAID 1的處理卸載至這張PCIe介面卡,而且,又因為這裡可嵌入2臺M.2外形的NVMe固態硬碟,能在此存放作業系統等重要檔案,等於可以同時節省機箱的硬碟儲存空間(或是主機板空間,因為有些伺服器是在此提供M.2固態硬碟插槽、記憶卡插槽或是USB隨身碟插槽)。

縱觀市面上的伺服器搭配的作業系統開機專用儲存裝置,為何相較於NS204i-p而顯得失色?首先,有些裝置的資料儲存空間可能不敷使用,以記憶卡或隨身碟等類型的開機儲存裝置而言,大部分廠商可能主要提供的容量是32 GB或64 GB,但VMware ESXi的執行可能需用到128 GB,微軟Azure Stack HCI(Storage Spaces Direct),可能需用到200 GB。

其次,有些廠商提供可用於SATA或SAS介面儲存裝置的RAID,以及搭配這兩種介面的硬碟,但這麼做,在節省機箱空間、省電、效能等因素上,就差了一截;若搭配SATA或SAS介面固態硬碟,的確可在省電與效能扳回一成,但要再進一步採用M.2固態硬碟、整合在硬體RAID卡,才能將占用機箱內部空間的缺點予以排除,而市面上的確是有這樣的產品,那就是Dell EMC伺服器搭配的BOSS(Boot Optimized Storage Subsystem)模組,但無論是2017年推出的第一代(BOSS-S1),或2020年登場的第二代(BOSS-S2),搭配的M.2固態硬碟均為SATA介面,而這類整合裝置本身所使用的I/O介面,均為PCIe 2.0,而不像NS204i-p的固態硬碟是採用NVMe介面,所用的I/O介面是PCIe 3.0。

產品資訊

HPE NS204i-p
●原廠:HPE
●建議售價:廠商未提供
●儲存容量:480 GB
●組成架構:NVMe RAID控制器Marvell 88NR2241,搭配2臺480 GB容量的M.2固態硬碟(RAID 1)
●外形:半高半長介面卡
●使用介面:PCIe 3.0 x8/NVMe 1.3
●耐用度:每日寫入量為0.5
●保固期間:3年
●支援伺服器機型:HPE Gen10(Intel平臺)、Gen10 Plus(AMD平臺與Intel平臺)

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】


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