基于MRAM和NVMe的未來云存儲解決方案

ID:273087 · 發表于 2020-7-9 16:14

在2019全球閃存峰會上，Everspin作為全球MRAM存儲芯片龍頭分享如何用MRAM這類非易失性存儲和NVMe SSD構建未來的云存儲的解決方案。

首先STT-MRAM作為異常掉電數據緩存的介質有以下幾大優勢：

1. 非易失性存儲器芯片，比傳統的SRAM或者DRAM在數據保持方面更強；
2. 芯片容量較大，單顆芯片容量高達1Gb；
3. 采用DDR4接口，帶寬可以到2.7GB/s，超強性能；
4. 擦寫次數幾十億次！生命周期；
5. 超低延遲；
6. 數據保存期很久：85度高溫下數據可以保存10年以上；
7. 數據錯誤率低；
8. 可靠性強。

MRAM可應用在NVMe SSD的下列場景，PCIe SSD、NVMe-oF、全閃存陣列：

NVMe SSD場景

MRAM為NVMe SSD，尤其是QLC做緩存有以下優勢：

采用MRAM之后，NVMe SSD內部的架構發生了以下圖片的變化，將MRAM作為數據緩存使用，而FTL映射表存儲依然是DRAM：

NVMe-oF場景

數據中心采用NVMe-oF有以下四大優勢：
1. 實現低于1微秒的數據傳輸，跳過內核、跳過主機CPU和內存、可以P2P傳輸；
2. 把CPU計算任務分攤到專用計算芯片或者存儲控制器；
3. 讀寫帶寬更高；
4. 服務器可以更簡單、省電，不用昂貴的X86 CPU，用ARM CPU就夠了。

以下圖片是傳統的NVMe-oF的數據流，要通過系統內存和CPU再進入NVMe SSD，這樣會導致讀寫延遲比較長。

如果采用了MRAM作為智能網卡上的緩存，數據就直接通過P2P傳輸給NVMe SSD，并跳過了系統內存和CPU，大大縮短讀寫延遲，也大幅提升性能。

MRAM用在全閃存陣列

在全閃存陣列的存儲控制器中，MRAM可以作為緩存加速，并提升產品性能及可靠性，同時可以不需要額外的電池或者電容。

未來的數據中心存儲長這樣？

未來以NVMe SSD和NVMe-oF為基礎的云存儲硬件架構如下圖，其中MRAM可以用在網卡緩存、NVDIMM、全閃存陣列加速和NVMe SSD內部。

Everspin公司專業設計制造嵌入式MRAM和自旋傳遞扭矩STT-MRAM的領導者，其市場和應用領域涉及數據持久性和完整性，低延遲和安全性至關重要。在數據中心，云存儲，能源，工業，汽車和運輸市場中提供了超過1.2億個MRAM和STT-RAM產品，為MRAM用戶奠定了強大，增長快的基礎。Everspin MRAM可以抵抗高輻射，可以在極端溫度條件下運行，并且可以防篡改

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