当英特尔聊存储,都在聊什么?

过去几年以来,英特尔在技术产品线上有过几个大的调整。2020年宣布出售NAND SSD业务,而后又宣布不再研发傲腾后续产品。以致于很多人认为英特尔放弃了存储,其实,作为IT技术生态的核心部件主流厂商,英特尔在存储部分一直都有很多重要布局。

在2024腾讯数据数字生态大会上,英特尔资深技术专家介绍了英特尔在存储方面的工作。比如,在英特尔至强6处理器中,通过先进的微架构,更多更强的核心,以及更强的内存带宽,增强了存储上的能力。此外,更强的数据互联和各种加速器对存储场景也益处良多。

新的存储互联技术:CXL支持各种新特性

英特尔在存储互连方面首先提到了NTB(Non-Transparent Bridge)技术,它可以在两个高性能存储节点之间进行通信和数据同步。这种同步机制不仅能保障数据的快速同步,也能确保,当一个存储节点发生故障时,另外一个存储节点可以马上接管。

NTB技术可以显著提升存储系统的稳定性和安全性,被广泛应用于双存储节点控制器系统中,在分布式存储、服务器集群、和高性能计算场景中都会用到。在最新的至强6 性能核处理器上,它的速度可以进一步提高到32GT/s。

此外,英特尔至强6还引入了CXL(Compute Express Link)2.0技术,支持所有的CXL设备类型。CXL 2.0通过将内存池化,使得不同存储节点之间的内存资源可以共享和调度。例如,当一个存储节点内存资源不足时,可以从其他节点调用内存资源,以满足业务需求。

CXL的池化机制不仅支持内存资源的分配更加灵活,还提供内存一致性的特性,使得上层应用可以像操作本地内存一样,轻松调用池化的内存资源。最后,CXL可以用来提高资源的利用率。

硬件加速器:解锁存储性能的关键

为了进一步增强存储系统的性能,英特尔还提供了多样化的硬件加速器。

首先,DSA(Data Streaming Accelerator)是一种用于加速数据迁移和处理的硬件工具。随着计算核心数量的增加,存储和计算资源的整合变得越来越重要,大量数据需要在不同任务之间进行流转。如果完全依赖处理器完成数据的迁移,势必影响系统的整体性能。

通过DSA加速器,可以将数据迁移的工作卸载给专门的硬件,从而释放CPU资源,让CPU专注于业务任务处理。在最新的至强6处理器上,DSA的单实例单向带宽已达到60GB/s,为企业级存储系统的高效运转提供了坚实基础。

除了加速数据迁移,DSA还可以执行数据校验,确保数据的可靠性。通过将部分原本由CPU处理的校验工作卸载给DSA,系统性能和效率得到了进一步提升。

另一个重要的硬件加速器是QAT(QuickAssist Technology),它主要用于实时压缩和加密数据。在当今的数字世界,数据的增长速度极为迅猛,如果能把数据进行压缩,就可以显著减少要存储和传输的数据量。

QAT可以显著减轻CPU的负担,通过硬件来完成数据的压缩,从而释放CPU资源,提升系统的整体性能。英特尔的测试表明,使用QAT可以节省多达95%的核心占用,极大地提高了系统的资源利用率和整体性能。

数据可靠性:VMD与VROC的双重保障

存储系统中的数据可靠性问题始终是企业级客户关注的焦点。英特尔通过其VMD(Volume Management Device)和VROC(Virtual RAID on CPU)技术,确保了数据的安全和可靠性。

VMD是英特尔集成在至强可扩展处理器中的控制器,它可以配合软件提升存储系统的可靠性,还可以管理SSD会碰到的各种问题。比如,它支持SSD盘的热插拔和故障隔离功能,在盘被意外移除时,VMD能有效隔离错误。

VROC则是一款配合VMD的软件产品,它可以将多个SSD组合成一个大容量或高性能的存储盘,或者实现更高的数据可靠性。与传统的HBA卡相比,VROC不仅大幅降低了成本,还在性能上取得了显著提升。

开放生态与软件创新

除了硬件层面的创新,英特尔也在存储软件领域不断发力。英特尔推出的ISA-L和SPDK等库,为存储系统提供了底层支持。

例如,ISA-L提供了一系列高效的数据处理工具,包括EC和CRC等,可以加速数据的处理和校验过程。而SPDK则专注于提升用户态存储的性能,提供端到端的高性能存储服务。通过这些软件,英特尔的存储方案在数据处理速度、稳定性和可靠性方面得到了进一步增强。

此外,英特尔还积极参与开放生态的构建,并为开源社区贡献力量。在分布式存储系统Ceph以及面向AI和HPC的存储系统DAOS中,英特尔也提供了技术支持。英特尔依靠软硬件的深度融合,推动存储技术的发展,推动产业生态的开放与发展。

最后,如果想要更全面介绍英特尔在存储方面的布局,不得不提的还有超融合存储架构。英特尔通过其至强处理器、存储以及网络方案为超融合提供了全面支持,其技术帮助超融合实现更高效的资源利用、数据传输和管理,增强了整体系统的性能和灵活性。

小结

尽管英特尔在过去几年中对存储业务进行了一定调整,但这并不意味着它退出了存储领域。相反,英特尔通过硬件、软件的协同发展,继续在存储系统的各个层面提供强大的技术支持。