2．RDMA技術，降低60%鏈路時延
RDMA（Remote Direct Memory Access）是“遠程直接數據存取”，通過網絡把數據直接傳入計算機的存儲區(qū)，將數據從一個系統(tǒng)快速移動到遠程系統(tǒng)存儲器中，而不對操作系統(tǒng)造成任何影響，這樣就不需要用到多少計算機的處理能力。因而能騰出總線空間和CPU周期，用于改進應用系統(tǒng)性能。華為存儲協(xié)議處理芯片支持硬件級RDMA，在多個存儲控制器之間通過RDMA進行數據傳輸和交換，從而降低鏈路上時延超過60%，極大地提升客戶在多并發(fā)和高負載業(yè)務下的處理效率。基于10GE，在8并發(fā)、8KB IO大小，時延測試結果如下：
3．針對WAN優(yōu)化，減少廣域網擁塞，提升復雜組網場景下遠程復制帶寬
WAN優(yōu)化即廣域網優(yōu)化，通過各種技術手段削減廣域網數據傳輸量、優(yōu)化廣域網上的數據通信，提升廣域網帶寬利用率。WAN優(yōu)化從部署方式上分為單邊優(yōu)化和雙邊優(yōu)化：單邊優(yōu)化主要采用流控和TCP優(yōu)化技術；雙邊優(yōu)化主要采用緩存和壓縮技術。
華為存儲協(xié)議處理芯片內嵌QoS流控和TCP擁塞算法技術，在客戶復雜組網場景，比如連接不同地區(qū)的局域網或城域網的計算機通信的遠程網，甚至跨接很大的物理范圍，所覆蓋的范圍從幾十公里到幾百公里連接多個城市情況下，通過實時偵測網絡數據包RTT時延、丟包率、ECN等，配合多種TCP擁塞算法，調整發(fā)送和接收策略，包括重試策略、收/發(fā)Buffer窗口、智能流控等手段，動態(tài)的針對某些鏈路傳輸擁塞進行規(guī)避和緩解，達到比普通網卡跑得更快的目的。WAN加速在復雜組網下可提升65%~400%的廣域網性能。
二．IO處理加速芯片
云服務時代帶來數據超預期增長的同時，也帶來了大量的重復數據，這些重復數據給企業(yè)帶來的價值十分有限，卻大量占用存儲空間、增加能耗和散熱成本，而且會降低系統(tǒng)的數據訪問性能、消耗企業(yè)有限的IT預算。企業(yè)迫切希望有一種方法能夠保證原有數據的訪問性能，并在此基礎上減少重復數據。
業(yè)內普遍采用重刪和壓縮技術來解決這個問題，但是重刪壓縮涉及到大量的指紋和壓縮、解壓縮算法，對CPU占用率較高，一旦開啟會顯著影響業(yè)務性能，因此傳統(tǒng)存儲都采用后重刪壓縮技術。對用戶來說，后重刪壓縮技術無法減少客戶預留存儲空間，不能減少首次購置成本，同時更多的數據寫入，也影響SSD壽命。
華為IO處理加速芯片集成壓縮、解壓算法引擎，將壓縮和解壓縮等比較消耗計算資源的工作卸載到算法引擎，有效降低CPU負載。根據實際測試，在順序大IO場景下，CPU占用率減少24.6%，IOPS提升342.4%，時延縮短77.4%。
三．SSD控制芯片
華為自研SSD使用新一代自研的SSD控制芯片，采用了計算能力更強的Cortex-A9芯片，支持DDR4，多達18個NAND Flash通道，采用了硬件FTL（Flash Translation Layer）技術加速IO處理，實現200K IOPS能力。
華為自研SSD性能數據
1.硬件FTL，低負載時延比業(yè)界低20%
FTL（Flash Translation Layer）是SSD盤片內部的一個核心數據結構，用來保存用戶LBA到SSD盤內物理頁面的映射關系，用戶讀寫數據時帶下來一個LBA地址，SSD盤接收到以后，從FTL表中查詢到該LBA地址所對應的物理頁面，即可實現數據的讀取。傳統(tǒng)的SSD讀取數據的時候，SSD內部控制軟件查找到LBA地址對應的物理地址，然后再從Flash中讀取對應的數據返回給主機；寫入數據的時候，軟件寫入完畢后，再去更新FTL映射表。華為自研SSD使用硬件加速FTL表管理，所有讀取和寫入FTL的操作全部由硬件完成，減少軟件交互次數，減小IO的延時，在低負載場景下時延低至40μs，比業(yè)界低20%。
2.FlashLink技術保障全閃存陣列，實現平均穩(wěn)定時延0.5ms
FlashLink技術是基于華為自研SSD盤和自研存儲操作系統(tǒng)，實現盤控聯動配合的軟硬件垂直優(yōu)化技術，保障華為OceanStor Dorado V3全閃存存儲系統(tǒng)實現平均穩(wěn)定時延0.5ms。
FlashLink技術示意圖
冷熱數據分區(qū)提供多個數據分區(qū)，自研存儲操作系統(tǒng)在訪問SSD盤片時，將數據的冷熱標示發(fā)給SSD，SSD控制芯片根據數據冷熱標識將冷熱數據分開存放，從而降低SSD垃圾回收的搬移數據量，寫放大降低約40%，時延降低20%。
IO優(yōu)先級調度提供多個IO優(yōu)先級調度能力，為保證穩(wěn)定時延，自研存儲操作系統(tǒng)對IO優(yōu)先級別進行了標識。比如，主機讀請求的優(yōu)先級高于Flash Cache刷盤請求，Flash Cache刷盤寫請求優(yōu)先級高于異步復制的后臺拷貝IO。IO優(yōu)先級隨著讀寫請求一起發(fā)給SSD，SSD控制芯片接收到IO時，根據IO的優(yōu)先級標識優(yōu)先處理高優(yōu)先級IO，從而實現端到端的IO優(yōu)先級控制，保障優(yōu)先的業(yè)務數據讀寫在第一順序響應。
總結
華為存儲在自研芯片研發(fā)上持續(xù)投入和技術創(chuàng)新，幫助企業(yè)應對數字洪流挑戰(zhàn)，進行數字化轉型。
協(xié)議處理芯片以All IP為戰(zhàn)略，覆蓋前端網絡、交換網絡、后端網絡、復制/雙活網絡，構建大規(guī)模、低時延網絡能力；IO處理加速芯片以SOC為方向，集成存儲和網絡加速功能，持續(xù)優(yōu)化計算、存儲、網絡能力；SSD控制芯片以介質為核心，匹配介質演進節(jié)奏，針對介質特性進行優(yōu)化，充分發(fā)揮新介質優(yōu)勢。
通過技術創(chuàng)新和軟硬件芯片垂直優(yōu)化，華為存儲致力于消除CPU、介質、網絡發(fā)展不均衡導致的鴻溝，為客戶提供更快、更好、更省的產品和解決方案，與客戶一起實現商業(yè)成功。
