【行業(yè)背景】

如今是信息大爆炸的時(shí)代，是網(wǎng)絡(luò)的世界。未來大數(shù)據(jù)將如同基礎(chǔ)設(shè)施一樣，有數(shù)據(jù)提供方、管理者、監(jiān)管者，數(shù)據(jù)的交叉復(fù)用將大數(shù)據(jù)變成一大產(chǎn)業(yè)。服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)中心的核心幾乎承載著用以數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、交換的所有應(yīng)用；信息化高速發(fā)展，存儲(chǔ)的容量和性能變得愈發(fā)重要，對(duì)于存儲(chǔ)陣列中的硬盤來說，其性能水平、穩(wěn)定性、I/O和組建陣列的靈活擴(kuò)建方面成為存儲(chǔ)重要的選購依據(jù)，同時(shí)采用多個(gè)小容量硬盤堆疊、對(duì)硬盤采取池化措施的虛擬化技術(shù)等措施均被利用于提升存儲(chǔ)IOPS。而到了今天我們卻發(fā)現(xiàn)，真正到了大數(shù)據(jù)時(shí)代，存儲(chǔ)實(shí)際上已經(jīng)遇到了瓶頸，而目前彌補(bǔ)這一性能瓶頸的手段之一就是固態(tài)硬盤。板載PCI Express接口與CPU、內(nèi)存數(shù)據(jù)的通訊和傳輸效率比傳統(tǒng)的SATA/SAS接口高很多，在未來數(shù)據(jù)中心和終端平臺(tái)上擁有廣闊的發(fā)展機(jī)遇。

無處不在的大數(shù)據(jù)現(xiàn)象（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

智能城市大數(shù)據(jù)的特征（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

【客戶需求】

“信息將成為‘二十一世紀(jì)的石油’。”（Gartner，2010年）“數(shù)據(jù)正在成為商業(yè)的新型原材料：經(jīng)濟(jì)投入幾乎相當(dāng)于資本與勞動(dòng)力。”（援引《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》，2010年），隨著當(dāng)前信息化的高速發(fā)展，商家對(duì)服務(wù)器平臺(tái)的要求越來越高，由此產(chǎn)生了下列問題：

一、如何提高現(xiàn)有服務(wù)器存儲(chǔ)空間？

二、在終端使用時(shí)，如何減少客戶等待時(shí)間，快速運(yùn)行設(shè)備，提高客戶滿意度？

三、如何在現(xiàn)有情況下，降低設(shè)備使用功耗，節(jié)約運(yùn)行成本？

四、如何提升設(shè)備帶寬及IOPS？

五、如何在高溫、長時(shí)間作業(yè)等情況下，確保設(shè)備的安全性與可靠性？

【解決方案】

根據(jù)客戶的需求，元存作為寬溫級(jí)SSD固態(tài)硬盤專業(yè)廠家，推出一款基于PCIe接口協(xié)議的寬溫級(jí)服務(wù)器存儲(chǔ)解決方案。滿足幾何級(jí)增長的密集IO類應(yīng)用，較之傳統(tǒng)機(jī)械硬盤在IO性能有巨大提升。元存研發(fā)團(tuán)隊(duì)一致指出只有解決存儲(chǔ)IO瓶頸問題，加速數(shù)據(jù)讀寫性能才能維持業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行，提升用戶體驗(yàn)效果。

元存寬溫級(jí)PCI Express固態(tài)硬盤存儲(chǔ)卡采用特殊的驅(qū)動(dòng)器通過PCI總線進(jìn)行直接存儲(chǔ)器訪問(Direct Memory Access，簡稱DMA)，而非只是將閃存或DRAM內(nèi)存封裝成SCSI連接的硬盤驅(qū)動(dòng)器。從I/O延遲角度上講，這是一種完全的改變，使得隨即讀寫性能比當(dāng)前最快的存儲(chǔ)陣列成數(shù)量級(jí)的提升。還能幫助IDC服務(wù)器機(jī)房，在電價(jià)不斷上漲，飽受成本困擾的情況下也是大幅降低電費(fèi)的絕佳方案，甚至將傳統(tǒng)服務(wù)器機(jī)箱重新設(shè)計(jì)，把現(xiàn)有服務(wù)器空間縮到一半。

【方案優(yōu)勢(shì)】

一、簡化存儲(chǔ)路徑，解決存儲(chǔ)IO瓶頸

服務(wù)器的存儲(chǔ)方式主要分為本地硬盤存儲(chǔ)系統(tǒng)、磁盤陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)及PCI-e 固態(tài)硬盤存儲(chǔ)系統(tǒng)，這三種存儲(chǔ)方式均能協(xié)助服務(wù)器硬盤提升性能，但是最后一種使用PCIe SSD系統(tǒng)相比前面兩種存儲(chǔ)方式能夠提供高達(dá)60萬隨機(jī)讀IOPS性能，以及16Gbps讀寫帶寬，滿足客戶對(duì)高IO、高帶寬的業(yè)務(wù)需求。PCI Express SSD卡通過PCIe總線直接與CPU通信，縮短存儲(chǔ)訪問路徑，再結(jié)合Flash的高速讀寫性能，極大的提升存儲(chǔ)性能，解決存儲(chǔ)IO瓶頸。

二、提供大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，數(shù)據(jù)緩存空間更大

元存寬溫級(jí)PCI Express固態(tài)硬盤存儲(chǔ)卡支持1TB、2TB、4TB、8TB容量選擇，客戶可根據(jù)服務(wù)器設(shè)備性能及需求選擇產(chǎn)品容量，拓展服務(wù)器存儲(chǔ)空間。支持磁盤陣列組合模式，將多塊PCI Express卡共同組建大容量存儲(chǔ)空間。

三、提供快速讀寫性能，加快設(shè)備運(yùn)行及反應(yīng)速度

元存寬溫級(jí)PCI Express固態(tài)硬盤存儲(chǔ)卡采用PCI Express3.0接口標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)總線位寬不同，支持PCI Express X8、X16兩種插槽模式。PCI Express3.0理論帶寬10GB/s，信號(hào)頻率8GT/s，編碼方案128b/130b。從官方給出的產(chǎn)品規(guī)格書中可以看出，最大讀寫速度為4500/3600MB/s，平均存取時(shí)間0.04ms，讀寫性能應(yīng)用于服務(wù)器中將大大提供運(yùn)行效率，滿足大部分客戶需求。

元存PCI Express3.0 2U固態(tài)硬盤正面圖

元存PCI Express3.0 3U固態(tài)硬盤正面圖

四、低功耗，降低運(yùn)行成本，提高產(chǎn)品壽命；

五、嚴(yán)格測(cè)試流程，確保產(chǎn)品穩(wěn)定性、安全性，在惡劣作業(yè)環(huán)境中保持常態(tài)作業(yè)

服務(wù)器硬盤幾乎是48小時(shí)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，承受著巨大的工作量，因此服務(wù)器硬盤安全性及穩(wěn)定性起到尤為重要的作用。PCI Express固態(tài)硬盤采用寬溫級(jí)固態(tài)硬盤專用主控方案，搭載優(yōu)質(zhì)寬溫級(jí)MLC閃存Flash芯片，從產(chǎn)品零器件把控產(chǎn)品質(zhì)量。

元存PCI Express 3.0 2U讀寫性能ATTO測(cè)試截圖

元存PCI Express 3.0 2U產(chǎn)品讀取穩(wěn)定性測(cè)試截圖

元存PCI Express 3.0 2U產(chǎn)品寫入穩(wěn)定性測(cè)試截圖

在品質(zhì)方面，元存精選優(yōu)質(zhì)寬溫元器件，確保產(chǎn)品每個(gè)元器件均符合軍規(guī)、工規(guī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)嚴(yán)苛的高低溫測(cè)試、延誤測(cè)試、跌落測(cè)試、機(jī)械沖擊測(cè)試、振動(dòng)測(cè)試、ESD測(cè)試、常溫高濕操作測(cè)試、冷熱沖擊測(cè)試及兼容性測(cè)試等方面進(jìn)行全面的檢測(cè)，從外在的防物理沖撞到內(nèi)部防靜電、防信號(hào)干擾等全面保障產(chǎn)品運(yùn)行地穩(wěn)定性及安全性。嚴(yán)苛的長時(shí)間高低溫測(cè)試，促使PCI Express固態(tài)硬盤在-40℃~+85℃溫度范圍內(nèi)持續(xù)長時(shí)間高負(fù)荷作業(yè)。

元存PCI Express固態(tài)硬盤生產(chǎn)設(shè)備

六、高性價(jià)比，兼容性更強(qiáng)

針對(duì)硬盤與服務(wù)器的兼容性問題，元存對(duì)此作出了全面的檢測(cè)方案，包括斷電測(cè)試（驗(yàn)證產(chǎn)品在非正常斷電情況下的兼容與可靠性）、安裝操作系統(tǒng)測(cè)試（驗(yàn)證產(chǎn)品模擬客戶安裝操作系統(tǒng)的兼容性)、系統(tǒng)重啟測(cè)試（驗(yàn)證產(chǎn)品在操作系統(tǒng)重啟下的兼容性）、影音播放測(cè)試（驗(yàn)證產(chǎn)品在操作系統(tǒng)中影音播放的兼容性）、大數(shù)據(jù)拷貝測(cè)試（驗(yàn)證產(chǎn)品在操作系統(tǒng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)拷貝的兼容性）、壓力測(cè)試（驗(yàn)證產(chǎn)品在壓力測(cè)試的兼容與穩(wěn)定性）等，確保產(chǎn)品在斷電、重啟、沖擊等環(huán)境下的兼容性問題，提高產(chǎn)品適應(yīng)能力。

七、適應(yīng)振動(dòng)、跌落、腐蝕、潮濕、寬溫等惡劣作業(yè)環(huán)境

元存專注于寬溫級(jí)固態(tài)硬盤的研發(fā)及生產(chǎn)，其他產(chǎn)品均符合國際寬溫級(jí)固態(tài)硬盤產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)部采用固態(tài)硬盤相同構(gòu)架，沒有復(fù)雜的零器件，使產(chǎn)品在振動(dòng)、沖擊、跌落等狀態(tài)下常態(tài)作業(yè)。

【方案硬件特色】

元存寬溫級(jí)PCI Express固態(tài)硬盤是專業(yè)為服務(wù)器硬盤開發(fā)的一款產(chǎn)品，支持Windows XP,Windows 7,Windows 8.1,Windows 2003,Windows 2008，DOS，Linux,Unix系統(tǒng)，滿足不同行業(yè)不同系統(tǒng)應(yīng)用需求。采用主控搭載閃存客戶的內(nèi)部構(gòu)建模式，提供安靜的作業(yè)環(huán)境。PCB板采用多層板設(shè)計(jì)，提升抗信號(hào)干擾能力。

在產(chǎn)品散熱方面，元存PCI Express固態(tài)硬盤自帶迷你小風(fēng)扇，在產(chǎn)品開始作業(yè)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，及時(shí)為硬盤降溫散熱。

針對(duì)用戶關(guān)心的數(shù)據(jù)可靠性問題，元存提供可靠性鐵三角方案，全方位、全時(shí)段保護(hù)客戶數(shù)據(jù)。鐵三角由提前預(yù)防、實(shí)時(shí)保障和事后補(bǔ)救三個(gè)部分組成。

一、提前預(yù)防

1．采用定期巡檢數(shù)據(jù)，預(yù)防數(shù)據(jù)出錯(cuò)，搬移出錯(cuò)數(shù)據(jù)，確保錯(cuò)誤不累積

2．通道間冗余、資源共享，確保在多個(gè)芯片故障下能正常工作

3．?dāng)?shù)據(jù)分類技術(shù)：減少數(shù)據(jù)寫放大，提升Flash擦寫壽命

二、實(shí)時(shí)保障

1．采用動(dòng)態(tài)及靜態(tài)的磨損平衡算法

2．超強(qiáng)的ECC糾錯(cuò)能力，確保成功寫入數(shù)據(jù)

3．TRIM技術(shù)：高效回收閑置Flash數(shù)據(jù)塊，確保性能最優(yōu)

三、事后補(bǔ)救

1．采用內(nèi)置動(dòng)態(tài)RAID5避免單顆Flash損壞導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失

2．掉電保護(hù)，確保數(shù)據(jù)在異常掉電情況下，數(shù)據(jù)仍可完整保存

【應(yīng)用范圍】

元存寬溫級(jí)PCI Express固態(tài)硬盤適用于搜索引擎、Cache、數(shù)據(jù)庫、視頻服務(wù)等隨機(jī)讀寫操作頻繁和IOPS 要求較高的業(yè)務(wù)，具有高性能、高IOPS、高可靠、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用于：

1．金融服務(wù)高頻率交易平臺(tái)、生命科學(xué)以及能源方面的高性能計(jì)算(HPC)服務(wù)器；

2．Web 2.0，如Facebook、微博等；

3．關(guān)系數(shù)據(jù)庫。熱文件、索引、元數(shù)據(jù)都可以被放置在SSD中作為緩存使用。數(shù)據(jù)也可以被放置其中。當(dāng)有查詢、排序和計(jì)算操作時(shí)，數(shù)據(jù)庫反應(yīng)速度可以成倍地增加。

在IO密集、延遲敏感型業(yè)務(wù)系統(tǒng)的使用中，一張PCI-e固態(tài)硬盤存儲(chǔ)卡的服務(wù)器業(yè)務(wù)處理能力超過多臺(tái)服務(wù)器總和，可大幅減少服務(wù)器采購數(shù)量，降低系統(tǒng)的CAPEX。

【關(guān)于元存】

元存是一家集設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)及銷售為一體的專業(yè)固態(tài)硬盤實(shí)力廠家，公司從事SSD固態(tài)硬盤已有十年的發(fā)展歷程，旗下工業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤覆蓋0℃~70℃、-20℃~+75℃、-40℃~+85℃及-55℃~+105℃溫度范圍，產(chǎn)品接口類型覆蓋SAS、PCI Express、SATAII、SATAIII、mSATA、HalfSlim、PATA、CF、ZIF、CF卡、CFast、SATA DOM、IDE DOM、USB DOM等接口類型寬溫級(jí)固態(tài)硬盤，是目前固態(tài)硬盤行業(yè)產(chǎn)品線最齊全的廠家之一。滿足消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、企業(yè)級(jí)及軍工級(jí)用戶使用，同時(shí)公司提供OEM/ODM客戶定制化服務(wù)解決方案。

元存產(chǎn)品在價(jià)格及產(chǎn)品性能方面均比其他廠家存在很大的優(yōu)勢(shì)。元存嚴(yán)格把關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，為客戶提供最高的產(chǎn)品性價(jià)比。2015年11月，元存榮獲《國家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證》，元存產(chǎn)品、產(chǎn)品技術(shù)及創(chuàng)新能力等均得到了國家的認(rèn)可，將繼續(xù)為客戶提供更為安全、穩(wěn)定、高性能的產(chǎn)品解決方案。