穩定的高性能纔有價值,PBlaze5針對讀請求QoS優化

PBlaze5 PCIe NVMe SSD的新品發佈會上,Memblaze對PBlaze5針對讀操作而優化的特性。在現實互聯網應用裏,有大量查詢瀏覽操作,更新和添加操作比較少,或着存在批量添加操作。這些前端任務分發到具體業務執行應用上,從應用所在服務器存儲層面觀察,體現爲穩定的讀操作和偶然出現的寫操作。如果讀執行緩慢,導致前端用戶要等待較長的時間,用戶的體驗會很差。

在SSD面臨突發高讀寫操作壓力時,若固件處理不夠友好,會發生讀操作被寫操作阻塞的情況,比較常見的現象是讀操作的IOPS迅速減少70%以上。在此情況下,PBlaze5通過對讀寫擦請求排序並優化調度機制保障Flash通道QoS,用戶對於讀延遲非常敏感,優先級也最高,而寫多爲異步寫,優先級低於讀,擦除耗時長且爲後臺操作,優先級排在末位,這樣的優先級機制在保障各類請求被及時處理的同時提高用戶體驗。


信息流調度過程

除上述基於IO類型的優先級調度機制之外,PBlaze5通過優先級隊列管理機制進一步降低讀延時。Flash通道多核前端實現輸入消息優先級隊組,其中輸入隊列組包含一個低優先級隊列和高優先級隊列,在通道多核後端實現輸出隊列。


引入優先級隊列管理機制的調度過程

輸入隊列組遵循先入先出(FIFO)順序,但是高優先級隊列中的指令可以最先被抓取並向輸出隊列發送,然後向NAND介質中的Die隊列上分發。經過調度過程的優先級排序後,如果有新的讀請求下發,會被插入高優先級隊列中獲得優先處理權。

PBlaze5發佈會上展示了相同測試環境下PBlaze5與另一同類型PCIe SSD的測試對比。


兩產品產品做sysbench oltp混合update 操作,並將最終測試結果進行比較。


從讀操作的IOPS和 sysbench 的TPS值看,在寫壓力突增時,兩者寫帶寬相近,但是PBlaze 5的TPS曲線更加平緩,這一成績證實了PBlaze5固件對於OLTP優化的效果。


讀延遲則效果更爲明顯,從上圖可以看到,在寫壓力突增時,常見的PCIe SSD讀延時瞬間增大到0.5ms,而PBlaze5則維持在0.2ms以下,並且在寫壓力降低後恢復。

PBlaze5在性能和可靠性上到達了一個新的高度,並且針對主流的應用場景做了深度優化,這裏提到的對讀操作的優化就是一個典型案例。

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