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EQL PS6110:x86和10GBASE-T灵活性

继2月27日的全球发布之后,戴尔昨天下午在北京的大会上宣布推出一套全新的企业级解决方案:包括支持10GbE(万兆以太网)的第十二代PowerEdge服务器、EqualLogic PS6110、PS4110存储产品和基于Force10 10/40G交换机的虚拟网络架构(VNA)。

在讨论万兆iSCSI接口的EqualLogic阵列之前,我们先来简单看一下PowerEdge 12G服务器上的存储新特性。

第二代6Gb/s SAS RAID、CacheCade缓存软件

EQL PS6110&4110:x86和10GBASE-T灵活性

我们看到PowerEdge G12服务器上的不少亮点都与存储相关:除了Intel Xeon(英特尔至强)E5平台带来的内存密度提升之外,“Express Flash PCIe固态硬盘”应该就是像戴尔已经在销售的Fusion-io闪存卡那样的组件,利用Xeon E5 CPU集成的PCIe 3.0控制器能够显著减少延时并提高IOPS吞吐量;而业务持续部分的“分级存储”和“RAID”则应该是OEM自长期合作伙伴LSI的SAS阵列卡及上面的增值软件功能。

在官方的新闻稿中是这样写的:“戴尔为流动数据架构扩展到服务器奠定了基础。借助戴尔高速闪存,业内第一个可前端接入访问、可热替换且直接与服务器连接的PCIe固态硬盘,戴尔把Microsoft SQL Server的每秒处理次数较硬盘存储提高了高达10.5倍。Dell CacheCade数据加速器可以把Oracle Database上的查询速度最高提高28倍。”

看到CacheCade这个名词,我们很自然地想起LSI,戴尔也毫不避讳这一点。

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由于Xeon E5尚未正式发布,因此戴尔网站上还没有PowerEdge 12G服务器的相关资料。我们就先借用一下LSI资料中的图片

上面是CacheCade的工作原理图,举例用4块SSD RAID 10的镜像组成高速缓存池。其中访问频率较高的小数据块(热数据)随机访问操作,可以通过SSD来缓存加速;而访问频率不高的“冷数据”IO仍然是 RAID卡直接到HDD硬盘组成的阵列。“通过将少量的SSD与CacheCade读高速缓存软件相结合来大幅增强IOPS性能,降低了基于服务器的硬盘 驱动器 (HDD) 卷的数据访问延迟瓶颈。”

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PowerEdge R720xd服务器:提供26个2.5英寸热插拔驱动器位

来自SuperMicro等厂商的2U 24盘位存储服务器机箱我们早已不陌生,而这次戴尔却推出了一款“另类”的26盘位产品,从前面看还是从0~23一共可以安装24个2.5英寸驱动器,剩下的两个在哪里呢?

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PowerEdge R720xd服务器背面:第“25”和“26”个盘位,现场这台展示机安装的是两块2.5英寸300GB一万转SAS硬盘。

这种设计用于存储密集型的服务器应用,后端2块盘可以做RAID 1安装系统,另外24个存储数据,这些都不难想到。我们进一步分析下:这26个驱动器都连接在什么控制器上呢?可惜现场的样机不太方便打开看,不过单独的 2块盘很可能连接到主板集成的6Gb/s SAS控制器;而另外安装一块PERC(PowerEdge RAID Controller)H710 SAS RAID卡?提供8个6Gb/s SAS端口连接到背板,再经过36端口的SAS扩展器芯片访问24块盘。利用LSI CacheCade缓存加速软件正好可以配置不同数量的SSD+HDD组建混合阵列。

Intel在Sandy Bridge-EP(即Romley平台上的Xeon E5处理器)搭配代号为Patsburg的芯片组中集成了6Gb/s SAS控制器,即8个6Gb/s SAS PHY。

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由于同样的原因,我们还无法从官方渠道获得戴尔H710 SAS RAID卡的图片等资料,这里列出LSI MegaRAID 9265-8i供参考(应该使用的是同一颗SAS2208 RoC芯片)。

尽管LSI和PMC-Sierra都已经宣布了12Gb/s SAS RoC(RAID on Chip)和扩展器芯片,性能最高的甚至达到200万IOPS,不过它们距离实际应用还有一段时间。据我们了解,包括戴尔PowerEdge 12G、惠普ProLiant Gen8这些新一代Xeon E5服务器上使用的都是第二代6Gb/s SAS RAID卡。以戴尔为例,很可能就是基于LSI SAS2208 RoC的双核PowerPC方案。

接下来,我们就该看一下EqualLogic的更新了。

x86控制器提高带宽?10GBASE-T/SFP+可选接口

早在戴尔去年发布千兆iSCSI主机接口的EqualLogic PS6100和PS4100系列的时候,我们就知道后续会有万兆的版本推出。笔者也曾经想过PS6110这样的命名方式,不过还有一些技术疑问:

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EqualLogic PS6100控制器电路板上4颗最主要的芯片——来自NetLogic公司的XLS616 CPU+网络控制器(MAC)、LSI SAS2108 6Gb/s SAS RoC和PMC-Sierra的36x6GSec SAS扩展器(Expander)芯片,还有中间ALTERA公司的Arria GX系列FPGA负责I/O。

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NetLogic XLS616处理器芯片结构图

NetLogic XLS616包含了4个64-bit MIPS CPU核心(PS4100使用的XLS608为双核)。上图左下方是一个网络加速器,可以最多配置为8个千兆以太网MAC(8 SGMII或者7 SGMII + 1 RGMII接口),EqualLogic PS6100控制器只使用了一半。考虑到每组的4个MAC可选配置为一个XAUI高速接口,因此笔者估计更换配合的PHY(物理层)部分芯片就可以提供2 个10GbE iSCSI主机接口。

问题是:系统I/O部分涉及到连接6Gb/s SAS RoC芯片等。NetLogic XLS616的PCIe 1.1(而不是2.0,注意)控制器能够支持4个x1或者1个x4 lane的配置。我们知道1.1版本的PCI Express x4的单向理论带宽为1GB/s,于是这里很可能又遇到了类似于EqualLogic PS5000/6000/6010那样的后端瓶颈——当初通过PCI-X 133MHz总线连接的LSI SAS1068 3Gb/s SAS控制器的带宽也不超过1GB/s。在当前4个1GbE iSCSI主机接口的情况下没什么影响,一旦将来前端换成2个万兆,恐怕还是难以发挥出最大的带宽性能吧?

当时笔者的想法是,如果PS6110的配置为每控制器2个10GbE iSCSI接口,PS6100和4100使用的RISC架构就不太合适。就在我们刚刚翻译自国外的新闻中正好有这样一句话:“两款新的阵列有一个英特尔CPU升级的完全控制器更新”。

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提供万兆iSCSI主机接口的EqualLogic PS4110X/XV阵列(上图为24个2.5英寸驱动器,另有12个3.5英寸的PS4110E/XV 3.5");PS6110的子型号更多,驱动器支持和命名规则基本与PS6100相同。

在戴尔网站上,可以看到对10GbE iSCSI网络接口的描述:“每个控制器有1个带RJ45的10GBASE-T端口,1个10GbE SFP+用于光纤或twin-ax铜线连接”。在本周一发表的《Xeon E5、10GBase-T加速万兆普及 FCoE仍迷茫》一文中,笔者谈到了10GBASE-T相对于另外几种万兆以太网连接方式的优点以及众望所归的原因。在昨天发布会后的采访中,我们从戴尔 公司了解到10GBASE-T和SFP+接口不能同时使用,这样的灵活设计是为了帮助客户节约成本(Cat-6/6a铜缆的成本较为低廉),也就是说每控 制器上只能有一条10GbE连接。

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EqualLogic PS6110和PS4110的控制器:从左起分别为10GBASE-T、SFP+万兆iSCSI接口,右边是用于管理的100Mb以太网口和RS232串口。

当我们问及“以前的万兆iSCSI阵列PS6010和PS6510每控制器还有2个SFP+光纤接口”时,戴尔公司相关人员表示:“这两款产品在实 际应用中,通常也只是双控制器各连接一个10GbE配置为高可用。”当然,其实这还涉及到另一个方面的原因:PS6010和PS6510在宣传中讲的是 PS6000(4个千兆)2.5倍的吞吐量,我们在上文中也有相关叙述,因此同时连接2个万兆接口应该也不能提高带宽。

既然PS6110和PS4110的控制器已经换成Intel x86架构,那么PS6100和4100中的1GB/s I/O瓶颈应该不再存在,每控制器只支持1个10GbE连接估计不是带宽限制的问题。一方面我们觉得iSCSI接口的EqualLogic仍然主要面向的 是IOPS而非带宽型应用,戴尔针对后者还有光纤通道主机接口的Compellent、FC/SAS接口的PowerVault系列产品供选择。另一方 面,尽管没有样机我们不能拆开控制器看个究竟,但由于当前主流的万兆以太网控制器大多是双端口,如果PS6110/4110的主机接口硬件部分类似于 Intel 82599或者Emulex BladeEngine 3 + 10GBASE-T PHY这样的双芯片组合形式(当然EqualLogic也可能采用Broadcom或者QLogic的方案),RJ-45连接器固定用于铜缆,另一个 SFP+中可以选择插入光纤收发器或者SFP+直连铜缆(内含收发器)。按道理是可以同时使用的?在这里只是产品定位或者光纤/铜缆传输延时不同的原因 吗?

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我们仍然以IBM Storwize V7000单个控制器的结构示意图来举个例子,其中使用了一颗代号为Jasper Forest的Intel Xeon C5500/3500系列四核2.1GHz CPU,戴尔PS6110和PS4110大致也应该处于这个水平。那么即使不用黄色的那颗48 lane PCIe交换芯片的话,Intel CPU集成的的PCIe x16控制器拆分成4个x4 PCIe 2.0(最大带宽2GB/s)分别连接到后端SAS、前端主机接口控制器等也基本能够满足双万兆iSCSI接口RAID控制器的带宽需求。

笔者在采访中还谈到:EqualLogic如果长期维护RISC和x86两套控制器硬件设计,可能会不利于降低研发成本(而且Firmware软件 的指令集也不同)?对于未来PS6100和PS4100(或其下一代产品)是否会统一到x86平台?戴尔并没有给出明确的解释,只表示会根据从用户需求出 发的角度来设计产品。其实这样没错,对于普通用户来说确实没必要太在意硬件架构这些,满足应用对存储的性能、容量等方面需求就好…

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