Модуль флэш-ядра
Модули IBM FlashCore (FCM) — это твердотельные компьютерные модули хранения данных , использующие подключение PCI Express и набор команд NVMe . [1] Они предлагаются в качестве альтернативы стандартным 2,5-дюймовым твердотельным накопителям NVMe в некоторых массивах семейства IBM FlashSystem с общей емкостью хранения 4,8 ТБ, 9,6 ТБ, 19,2 ТБ и 38,4 ТБ. Модули FlashCore поддерживают аппаратное самошифрование и реальное Аппаратное сжатие данных в режиме реального времени до 115,2 ТБ адресного пространства без влияния на производительность.
История
[ редактировать ]17 сентября 2007 года компания Texas Memory Systems (TMS) анонсировала RamSan-500, первый в мире твердотельный диск (SSD) корпоративного класса на базе флэш-памяти. [2] Флэш-модули были разработаны с нуля компанией Texas Memory Systems с использованием запатентованных форм-факторов, физического подключения, алгоритма ECC с жестким решением и уровня трансляции флэш-памяти (FTL), полностью содержащихся внутри твердотельного накопителя. Флэш-контроллеры использовали только аппаратный путь передачи данных, что обеспечивало меньшую задержку, чем любые другие стандартные контроллеры. [3] [4] Этот продукт ознаменовал начало разработки RamSan All Flash Arrays (AFA) и гибридных DRAM и Flash Arrays, которые включали специально разработанный пакет управления флэш-памятью и инфраструктурой хранения данных, реализованный как в программном, так и в аппаратном обеспечении. [5] TMS активно разработала еще шесть поколений флэш-контроллеров (всего семь поколений), используя SLC Nand Flash и приняв MLC Nand Flash для более поздних поколений. Эти флэш-контроллеры предлагались в различных конфигурациях и форм-факторах, включая встроенные процессоры PowerPC, FPGA и дочерние карты с дополнительными флэш-узлами.
Было предложено более 15 продуктов TMS, использующих эти флэш-контроллеры, включая 4 накопителя PCIe RamSan-10/20/70/80, которые можно было устанавливать на готовые серверы.
В конечном итоге TMS была приобретена IBM в 2012 году. [6]
16 января 2014 года IBM анонсировала продукт FlashSystem 840, который стал первой FlashSystem, полностью разработанной IBM после приобретения TMS. IBM назвала технологию флэш-контроллера технологией IBM MicroLatency и рассказала, как эта технология сократила время доступа к данным с миллисекунд до микросекунд. [7]
19 февраля 2015 года IBM анонсировала продукты FlashSystem 900 и V9000, переименовала технологию флэш-контроллера в технологию IBM FlashCore и описала ее как набор инноваций и возможностей, которые могут позволить FlashSystem обеспечить более высокую производительность, чем корпоративные дисковые системы. Сами флэш-модули по-прежнему назывались IBM MicroLatency Modules. Эта версия технологии поддерживала технологию флэш-чипов Micron MLC. Это также было первое поколение FlashCore и первый корпоративный AFA, предлагающий быстрое встроенное аппаратное сжатие и распаковку. [8]
С анонсом FlashSystem 9100 10 июля 2018 г. технология FlashCore была повторно реализована в стандартном форм-факторе 2 1/2-дюймового твердотельного накопителя U.2 NVMe и переименована в модули FlashCore (FCM). Это первый случай, когда оригинальная технология, разработанная TMS, была упакована таким образом, чтобы соответствовать отраслевым спецификациям и быть взаимозаменяемой со стандартными твердотельными накопителями, используемыми внутри AFA. [9]
Технология
[ редактировать ]Модули IBM FlashCore используют микросхемы флэш-памяти FPGA и NAND от готовых поставщиков для аппаратной реализации всего пути передачи данных. Каждый FCM содержит одну FPGA со шлюзом NVMe и многоядерными процессорами ARM. Другие основные компоненты включают DRAM, MRAM и, конечно же, NAND Flash.
Как и во всех технологиях FlashCore, FTL полностью содержится внутри FCM, а путь данных включает в себя скоростное встроенное аппаратное сжатие и распаковку. [10] В конструкции контроллера для IBM FCM используются такие методы, как объединение работоспособности, тепловая сегрегация, сдвиг напряжения чтения и коды исправления ошибок с жесткими решениями, чтобы избежать повторного чтения и снизить усиление записи, чтобы обеспечить стабильно низкую задержку. [11]
В настоящее время существует 3 поколения FCM:
- FCM1.0 — U.2 NVMe PCIe 3-го поколения, гибридная флэш-память SLC-TLC NAND, доступна в трех различных вариантах емкости: 4,8 ТБ / 21,99 ТБ, 9,6 ТБ / 21,99 ТБ и 19,2 ТБ / 43,98 ТБ. [9]
- FCM2.0 — U.2 NVMe PCIe 3-го поколения, гибридная флэш-память SLC-QLC NAND, доступна в четырех вариантах емкости: 4,8 ТБ / 21,99 ТБ, 9,6 ТБ / 21,99 ТБ, 19,2 ТБ / 43,98 ТБ и 38,4 ТБ / 87,96 ТБ
- FCM3.0 — U.2 NVMe PCIe 3-го и 4-го поколений, гибридная флэш-память SLC-QLC NAND, доступна в 4 емкостях: 4,8 ТБ / 21,99 ТБ, 9,6 ТБ / 28,8 ТБ, 19,2 ТБ / 57,6 ТБ и 38,4 ТБ / 115,2 ТБ быть [14]
- Эта версия FCM представляет собой корпоративный твердотельный накопитель QLC с оптимизированной производительностью и инфраструктурой.
- Две большие производительности удваивают производительность компрессора и повышают производительность декомпрессора более чем на 50%.
- Используя новейшую передовую технологию FPGA, большая емкость обеспечивает PCIe 4-го поколения и ускоряет работу ядер ARM.
- Все возможности включают оптимизированную инфраструктуру для более эффективного пути передачи данных с меньшим количеством компонентов.
В апреле 2017 года портфолио флэш-памяти IBM насчитывало более 380 патентов. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Технология IBM FlashCore» . ИБМ . Проверено 14 августа 2019 г.
- ^ «Texas Memory Systems представляет самое быстрое в мире твердотельное устройство на базе флэш-памяти и первую систему хранения данных корпоративного класса с кэшированной флэш-памятью» . ВИТА Технологии . Проверено 30 марта 2020 г.
- ^ Хатселл, Вуди. «Углубленный взгляд на твердотельный флэш-кэш-диск RamSan-500» . Техасские системы памяти . Проверено 30 марта 2020 г.
- ^ Олт, Майк. «Приятных праздничных покупок – нет!» . Проверено 30 марта 2020 г.
- ^ «Texas Memory Systems представляет новейший «ускоритель приложений» RamSan-820 (24 ТБ, eMLC, 1U) высокой доступности флэш-накопителя и его RamSan-OS (операционная система)» . Техасские системы памяти . Проверено 31 марта 2020 г.
- ^ «IBM завершает приобретение Texas Memory Systems» (пресс-релиз). ИБМ . 1 октября 2012 года . Проверено 3 января 2014 г.
- ^ «IBM представляет архитектуру X6, оптимизирует серверы на базе x86 для облака и аналитики» . ИБМ . Проверено 23 января 2014 г.
- ^ «IBM представляет решения флэш-памяти следующего поколения» . ИБМ . Проверено 30 марта 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б Армстронг, Адам (10 июля 2018 г.). «IBM анонсирует FlashSystem 9100» . Обзор хранилища . Проверено 30 марта 2020 г.
- ^ Энди Уоллс на IBM FlashCore™ на YouTube
- ^ Ярдли, Брент (6 августа 2018 г.). «Новый форм-фактор IBM FlashCore» . Проверено 31 марта 2020 г.
- ^ «IBM FlashSystem 5200 раскрывает возможности ваших данных с помощью IBM Spectrum Virtualize, модулей IBM FlashCore и памяти класса хранения» . www.ibm.com . 09.02.2021 . Проверено 21 февраля 2022 г.
- ^ «Сводка объявления – 11 февраля 2020 г.» . www.ibm.com . 11 февраля 2020 г. Проверено 21 февраля 2022 г.
- ^ «Техническая документация IBM FlashSystems» . www.ibm.com . 20 июля 2023 г. Проверено 25 октября 2023 г.
- ^ «IBM расширяет возможности флэш-хранилищ для новых интеллектуальных приложений в облаке» . ИБМ . Проверено 30 марта 2020 г.