結合NVMe SSD與硬體RAID 1，HPE推出伺服器開機裝置

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】