NVMe ZNS分区存储来了!云计算该怎么办?

EVE
在可预见的未来,固件和操作系统支持方面所需的软件更改将使ZNS SSD保留在数据中心中。最早期的兴趣和应用将是大型云计算公司,这些公司有资源来对其软件堆栈进行自上而下的优化,以实现分区存储。

生态系统状态:用户和用例

在可预见的未来,固件和操作系统支持方面所需的软件更改将使ZNS SSD保留在数据中心中。最早期的兴趣和应用将是大型云计算公司,这些公司有资源来对其软件堆栈进行自上而下的优化,以实现分区存储。其实很多软件工作已经完成了:针对主机管理的SMR硬盘或Open Channel SSD的软件可以很容易地扩展为支持ZNS SSD。这包括已经被修改为在不支持就地修改数据的设备上工作的应用程序和文件系统驱动程序。

Linux内核版本5.9将使用ZNS支持更新NVMe驱动程序,该支持可以插入到现有的分区块设备框架中。多个Linux文件系统要么已经支持在分区设备上直接运行,要么已经开发了这种支持,但还没有合并到一个稳定的内核版本中。设备映射器框架已经包含了一个组件,用于模拟ZNS SSD等分区设备上的常规块设备,可以使用未修改的文件系统和应用程序。西部数据发布了一个用户空间库,以帮助应用程序直接与分区的设备交互,而无需使用设备上的内核文件系统。

只有少数应用程序公开发布了对ZNS SSD的支持。Ceph集群存储系统有一个支持分区存储的后端,包括ZNS SSD。西部数据已经为RocksDB KV数据库开发了分区存储后端,但补丁仍在开发中。三星发布了一个跨平台库,用于访问NVMe设备,并支持ZNS SSD。他们使用这个库编写了自己的RocksDB后端。与主机管理的SMR硬盘一样,ZNS的大多数生产使用将在幕后的大型数据中心中进行。由于ZNS为主机系统提供了对SSD上的数据放置的控制,因此可以很好地隔离竞争任务。这可以确保在多用户云环境中保持良好的存储性能,但是区域感知软件的相对缺乏意味着对这样的托管环境还没有太多的需求。

一般来说,ZNS和分区存储最热情和最多产的支持者是西部数据,它将受益于ZNS和SMR硬盘的重叠。但这还是需要多个供应商的努力,ZNS标准列出了其他主要NAND闪存制造商(三星、英特尔、美光、SK海力士、Kioxia)、控制器供应商(Microchip)、云计算巨头(微软、阿里巴巴)以及其他熟悉的名字,如希捷、甲骨文和NetApp。

分区SSD提供商Radian Memory最近发布了一个由IBM Research进行的案例研究。他们移植了一个现有的基于软件的日志结构存储系统,运行在Radian的非标准分区SSD上,并测量了与运行在块存储SSD上相比,在吞吐量、QoS和写入放大方面有显着改进。

大多数SSD供应商还没有宣布支持ZNS的生产模型,因此很难判断在ZNS SSD中哪些市场细分、容量和形态最常见。最引人注目的可能是只针对ZNS的基于QLC的硬盘,减少DRAM和过载,但市场上最早的模型可能是更传统的硬件配置,带有支持ZNS的更新固件。

总的来说,ZNS是按照SSD的实际设计方式镜像SSD使用的后续步骤之一,而不是硬盘的附加组件。这是一个很有前途的新特性,与之前的Open Channel SSD相比,它可能会得到更广泛的采用,而且它的成本和容量优势应该比SMR硬盘提供的CMR硬盘更显着。

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