淺析企業級SSD Multi-Stream Write技術

Multi-stream write(多流寫)技術是什麼?

在企業級存儲中經常提到一個關鍵性的詞語"冷熱數據分區"。比如Meta data肯定是熱數據。把相同生命週期的數據打上標籤,告訴SSD盤,SSD盤放置數據的時候,就可以分區存放,會大大減少垃圾回收的工作量。要實現這個功能,陣列軟件必須有接口和SSD控制器通訊。除了自研SSD之外,還有一個辦法,採用支持Multi-stream write(多流寫)技術的SSD。


Multi-stream write(多流寫)技術可以使SSD根據主機端提供的Stream ID,將具有相同或相似生命週期的數據寫入到相同的擦除單元中去,大大提高了GC時的效率,減少了寫放大,使得SSD的性能和壽命都有了較大的提升。


比較早些時候,這個多流寫技術就已經成爲SCSI T10的標準,可以用在SAS/SATA SSD上。在今年5月份發佈的NVMe Spec 1.3版本中也看到了Multi-Stream的身影(如下圖),也就是說Multi-Stream技術將在NVMe SSD應用場景中發揮優勢,繼續發光發熱。

雖然多流寫技術已經是一個標準,此前市場上好像一直只有三星對這個技術比較摯愛。不過,在今年8月份的FMS上,東芝發佈的全球首款64層3D閃存的PM5 12Gbit/s SAS系列企業級SSD中也支持多流寫入技術(Multi-Stream Write Technology)。後續應該會有更多廠商開始支持這項技術。


Multi-stream write(多流寫)技術效果幾何?

多流寫技術的目的就是將使SSD根據主機端提供的Stream ID,將具有相同或相似生命週期的數據寫入到相同的擦除單元中去,這樣就是大大提高了GC時的效率,減少了寫放大。如下圖,採用多流寫技術後,在不同workload情況下,SSD的寫放大都會降低到接近1,效果非常理想。

(注:數據來自三星官網公佈內容)

我們知道寫入放大數值越小,越能提升固態使用壽命。多流寫技術讓NVMe SSD的壽命得到了2倍的提升,如下圖。

(注:數據來自三星官網公佈內容)

同時,多流寫技術對NVMe SSD的IOPS有顯著的提升,如下圖。最大IOPS是傳統SSD IOPS的9倍,這真的是飛一般的感覺~~~



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