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MICRON鎂光NAND驚艷的QoS和高容量專為數(shù)據(jù)中心環(huán)境打造
2022-11-21 1614次

  采用 NVMe? 的美光® 7450 固態(tài)硬盤是世界上最先進的 176 層 NAND 數(shù)據(jù)中心固態(tài)硬盤1 —— 在隨機讀取和寫入工作負載上實現(xiàn) 2 毫秒及更低的服務質(zhì)量 (QoS)2 延遲,提供適合多種部署選項的高容量,并具備廣泛的安全功能。


  滿足如今的數(shù)據(jù)中心需求

  數(shù)據(jù)中心運營商的業(yè)務中面臨快速發(fā)展的挑戰(zhàn)和不斷增長的需求,例如:如何確?;镜膽贸绦蚰軌虺掷m(xù)響應?如何安全地存儲數(shù)量不斷增加的業(yè)務關(guān)鍵型數(shù)據(jù)?如何在將更多的數(shù)據(jù)打包到更少的系統(tǒng)中時保持數(shù)據(jù)的安全性并輕松提供支持?

  美光 7450 固態(tài)硬盤提供低且一致的延遲,可以改善應用程序性能4。7450 固態(tài)硬盤采用美光的 176 層 NAND 技術(shù),在隨機讀取和寫入工作負載上實現(xiàn)了 2 毫秒及更低的 QoS 延遲4,這能加快數(shù)據(jù)中心應用程序的速度和響應性。高容量的外形規(guī)格(比如 7.68TB E1.S)支持在一個平臺上安裝多個固態(tài)硬盤(在 1U 服務器上最多支持 246TB [32x7.68TB])。

  憑借多種外形規(guī)格(E1.S、U.3 和 M.2)和美光的安全執(zhí)行環(huán)境(這是固態(tài)硬盤控制器中的一個專用的硬件安全處理引擎),7450 固態(tài)硬盤提供了當今數(shù)據(jù)中心工作負載所需的性能、一致的延遲和靈活性的最佳組合。







  7450 固態(tài)硬盤為存儲帶來的重大轉(zhuǎn)變

  憑借業(yè)界領(lǐng)先的 NAND 改善數(shù)據(jù)中心工作負載的存儲性能

  7450 固態(tài)硬盤采用業(yè)界領(lǐng)先的 176 層 NAND,結(jié)合了自主的 word-line 技術(shù)和美光 CMOS 陣列下 (CuA) 架構(gòu)。這有助于實現(xiàn)更快的啟動和應用程序響應性。

  憑借低 QoS 讀取延遲,讓數(shù)據(jù)中心存儲基礎(chǔ)設(shè)施做到快速、可靠和響應迅速

  對于要求嚴格的隨機混合 IO(讀取和寫入)工作負載,7450 固態(tài)硬盤可實現(xiàn) 2 毫秒及更低的延遲。這有助于改善延遲敏感型工作負載(視頻點播、交易處理、多租戶托管、實時分析和社交媒體、資源規(guī)劃以及其他延遲敏感型應用程序)的性能。


 提供支持各種數(shù)據(jù)中心應用程序的選項——減少驗證時間、成本和復雜性

  7450 固態(tài)硬盤提供業(yè)界最廣泛的7容量選項——從 400GB 到 15.36TB,包括 7.68TB 的 E1.S 規(guī)格和 15.36TB 的 U.3 規(guī)格。再加上業(yè)界最多樣的外形規(guī)格選項,7450 可以滿足數(shù)據(jù)中心從傳統(tǒng)存儲向企業(yè)和數(shù)據(jù)中心固態(tài)硬盤外形規(guī)格 (EDSFF) 存儲轉(zhuǎn)變期間不斷變化的功耗和散熱需求。

  7450 固態(tài)硬盤是業(yè)界唯一提供 15mm 和 7mm 兩種規(guī)格的 PCIe® 4.0 U.3 硬盤。它專為滿足大容量固態(tài)硬盤的需求而設(shè)計,也提供了一款帶斷電保護功能的 PCIe 4.0 M.2 22x80mm 規(guī)格針對服務器啟動而設(shè)計。


  先進的 NAND 改善了很多數(shù)據(jù)中心工作負載的存儲性能

  為滿足不斷增長的數(shù)據(jù)需求,存儲行業(yè)需要提高性能、擴大容量。為了滿足這些需求,美光正通過 176 層 NAND(也是數(shù)據(jù)中心固態(tài)硬盤中最先進的 NAND)讓 NAND 閃存技術(shù)在容量、性能和功耗方面達到新的高度。


  176 層 NAND 技術(shù)

  美光的 176 層 NAND 采用了替換門 (RG) 技術(shù),將獨立的絕緣體移到一個絕緣體上(圖 1)。這種改變減少了電場持續(xù)時間,這有助于改善功耗(電場用于在電路上編程數(shù)據(jù))。




  圖 1:NAND 絕緣體改進


  有了這種 176 層的 NAND,更少、更低強度的電脈沖即可將數(shù)據(jù)編入 NAND。更少的脈沖意味著將數(shù)據(jù)編程到 NAND 單元所需的時間更短,這可以提高 NAND 的寫入性能(圖 2)。



  圖 2:改善功耗(通過縮短 NAND 編程時間)


  美光還將控制 CMOS 電路置于 NAND 陣列之下(這叫作 CuA,如圖 3 所示)。將 CMOS 置于 NAND 陣列之下可以節(jié)省關(guān)鍵的布局空間。不使用 CuA 技術(shù)的 NAND 將 CMOS 控制電路放在 NAND 陣列旁邊,這通常會消耗更多的空間卻不能增加存儲容量。



  圖 3:與傳統(tǒng)的 NAND 設(shè)計相比


  美光 CuA 可以節(jié)省空間

  QoS 延遲僅為 2 毫秒甚至更低,讓數(shù)據(jù)中心工作負載實現(xiàn)驚艷的響應速度

  許多數(shù)據(jù)中心應用程序需要實時響應——它們使用、處理和響應的數(shù)據(jù)必須快速、可靠和一致地交付。這些應用程序,比如活躍的 SQL 和 NoSQL 數(shù)據(jù)庫以及語音/視頻應用程序,都對延遲很敏感。數(shù)據(jù)必須及時交付。交付延遲或中斷可能帶來不利后果,比如語音通話可能無法理解或視頻可能停滯。

  服務質(zhì)量 (QoS)10 是一個描述固態(tài)硬盤中應用程序延遲一致性的指標。特定工作負載的 QoS 延遲通常用多個 9(比如 99.9999% 或 6 個 9)和一個閾值(例如 2 毫秒)的形式表達。6 個 9 的 2 毫秒延遲表示應用程序所有 IO 的 99.9999% 發(fā)生在 2 毫秒內(nèi)。

  與以前的很多固態(tài)硬盤不同,7450 固態(tài)硬盤在混合的隨機工作負載和常見隊列深度 (QD) 上的延遲達到 6 個 9 的 2 毫秒或更低(并保持住)。這可以改善 Microsoft SQL Server、Oracle、MySQL、RocksDB(代表云計算工作負載)、Cassandra 和 Aerospike 等數(shù)據(jù)庫的性能。

  圖 4 和圖 5 顯示了 15.36TB 的美光 7450 固態(tài)硬盤針對 70% 讀取 (R)、30% 寫入 (W) 工作負載和 90% R、10% W 工作負載的 99.9999% 就緒延遲與 IOPS。藍線以下的所有數(shù)據(jù)點都處于或低于 2 毫秒的延遲閾值11。







  圖 4:70/30 混合、隨機 IO 的 6x9 OPS 與延遲




 圖 5:90/10 混合、隨機 IO 的 6x9 OPS 與延遲


  適合各種數(shù)據(jù)中心的選項——減少驗證時間、成本和復雜性

  美光 7450 固態(tài)硬盤提供一系列的外形規(guī)格、容量大小以及針對數(shù)據(jù)中心而優(yōu)化的部署選項。

  E1.S 外形規(guī)格:專為業(yè)務線應用程序和超大規(guī)模用途而設(shè)計12

  E1.S 外形規(guī)格的設(shè)計宗旨是提供靈活性,以平衡性能、容量、規(guī)模和功耗。

  ●容量從 800GB 到 7.68TB

  ●三種標準的厚度,適合 1U 平臺:5.9mm 適合盡可能提高平臺容量,25mm 適合盡可能提高性能,15mm 適合平衡的設(shè)計

  ●帶有標準 EDSFF 連接器的 4 通道 PCIe

  ●支持 PCIe 4.0

  U.3 外形規(guī)格:建立在行業(yè)廣泛采用(U.2 外形規(guī)格)的基礎(chǔ)上

  U.3 外形規(guī)格是現(xiàn)有 U.2 外形規(guī)格標準的最新進化版本,該標準已在數(shù)據(jù)中心中被廣泛采用。

  ●容量從 800GB 到 15.36TB

  ●兩種厚度:7mm 或 15mm,U.3 硬盤盒

  ●活躍的 SNIA 和 PCI-SIG SFF 行業(yè)標準小組支持持續(xù)發(fā)展

  ●支持熱插拔,讓維護工作更輕松

  ●完全向后兼容 U.2 主機13,14

  M.2 外形規(guī)格:用于內(nèi)部安裝(非熱交換)的緊湊存儲

  M.2 外形規(guī)格已被數(shù)據(jù)中心用作系統(tǒng)啟動解決方案和緊湊的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(通常是成組的,以提高容量)。

  ●容量從 400GB 到 3.84TB

  ●22x80mm 和 22x110mm,M.2 外形規(guī)格

  ●PCIe 4.0 x4 接口

  ●目前行業(yè)采用

  ●活躍的標準開發(fā)

  ●體積小,耗電量低

  先進的安全選項和通用固件架構(gòu)


  美光 7450 固態(tài)硬盤提供先進的安全選項(包括 FIPS 140-3 Level 2、SED、非 SED、Microsoft eDrive),以幫助根據(jù)部署要求定制安全性。它還利用美光的安全執(zhí)行環(huán)境 (SEE),采用具有物理隔離的專用安全處理硬件來提高安全性。


  最先進的安全功能

  7450 固態(tài)硬盤提供在幾代美光數(shù)據(jù)中心固態(tài)硬盤中都得到驗證的強大安全功能,有助于解決數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)驅(qū)動型應用程序在虛擬化、移至云中或容器化時遇到的問題。




  表 3:美光 7450 固態(tài)硬盤的安全功能


  通用固件架構(gòu)

  7450 固態(tài)硬盤在所有的外形規(guī)格、容量和耐用性等級上都采用一個共同的固件架構(gòu)。這種通用性有助于減少驗證時間、成本和復雜性。多個型號采用一個固件架構(gòu)意味著,一旦該架構(gòu)得到驗證,可能不需要在每一個固態(tài)硬盤型號上進行驗證。通用固件架構(gòu)讓固態(tài)硬盤管理和狀態(tài)報告以及固件更新機制實現(xiàn)標準化。簡單來說,通用固件架構(gòu)可以幫助減少固態(tài)硬盤的驗證時間(特別是在多個平臺之間)。


  美光 7450 固態(tài)硬盤:世界上最先進的 176 層 NAND 數(shù)據(jù)中心固態(tài)硬盤

  美光 7450 固態(tài)硬盤是世界上最先進的基于 176 層 NAND 的數(shù)據(jù)中心固態(tài)硬盤,實現(xiàn)了 2 毫秒或更低的 QoS 延遲,具有更多的容量和廣泛的外形規(guī)格選擇,可以支持各種數(shù)據(jù)中心工作負載。它提高了大多數(shù)數(shù)據(jù)中心工作負載的存儲性能,提供的 QoS 延遲令數(shù)據(jù)中心工作負載快速、可靠、響應迅速,并且具有高達 15.36TB 的容量,具有廣泛的部署選項和增強的安全功能。

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