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大数据时代 元存PCI Express固态硬盘服务器解决方案

发布日期：2021/10/18来源：网络

【行业背景】

如今是信息大爆炸的时代，是网络的世界。未来大数据将如同基础设施一样，有数据提供方、管理者、监管者，数据的交叉复用将大数据变成一大产业。服务器是网络中心的核心几乎承载着用以数据的产生、交换的所有应用；信息化高速发展，存储的容量和性能变得愈发重要，对于存储阵列中的硬盘来说，其性能水平、稳定性、I/O和组建阵列的灵活扩建方面成为存储重要的选购依据，同时采用多个小容量硬盘堆叠、对硬盘采取池化措施的虚拟化技术等措施均被利用于提升存储IOPS。而到了今天我们却发现，真正到了大数据时代，存储实际上已经遇到了瓶颈，而目前弥补这一性能瓶颈的手段之一就是固态硬盘。板载PCI Express接口与CPU、内存数据的通讯和传输效率比传统的SATA/SAS接口高很多，在未来数据中心和终端平台上拥有广阔的发展机遇。

无处不在的大数据现象（图片来源于网络）

智能城市大数据的特征（图片来源于网络）

【客户需求】

“信息将成为‘二十一世纪的石油’。”（Gartner，2010年）“数据正在成为商业的新型原材料：经济投入几乎相当于资本与劳动力。”（援引《经济学家》，2010年），随着当前信息化的高速发展，商家对服务器平台的要求越来越高，由此产生了下列问题：

一、如何提高现有服务器存储空间？

二、在终端使用时，如何减少客户等待时间，快速运行设备，提高客户满意度？

三、如何在现有情况下，降低设备使用功耗，节约运行成本？

四、如何提升设备带宽及IOPS？

五、如何在高温、长时间作业等情况下，确保设备的安全性与可靠性？

【解决方案】

根据客户的需求，元存作为宽温级SSD固态硬盘专业厂家，推出一款基于PCIe接口协议的宽温级服务器存储解决方案。满足几何级增长的密集IO类应用，较之传统机械硬盘在IO性能有巨大提升。元存研发团队一致指出只有解决存储IO瓶颈问题，加速数据读写性能才能维持业务稳定运行，提升用户体验效果。

元存宽温级PCI Express固态硬盘存储卡采用特殊的驱动器通过PCI总线进行直接存储器访问(Direct Memory Access，简称DMA)，而非只是将闪存或DRAM内存封装成SCSI连接的硬盘驱动器。从I/O延迟角度上讲，这是一种完全的改变，使得随即读写性能比当前最快的存储阵列成数量级的提升。还能帮助IDC服务器机房，在电价不断上涨，饱受成本困扰的情况下也是大幅降低电费的绝佳方案，甚至将传统服务器机箱重新设计，把现有服务器空间缩到一半。

【方案优势】

一、简化存储路径，解决存储IO瓶颈

服务器的存储方式主要分为本地硬盘存储系统、磁盘阵列存储系统及PCI-e 固态硬盘存储系统，这三种存储方式均能协助服务器硬盘提升性能，但是最后一种使用PCIe SSD系统相比前面两种存储方式能够提供高达60万随机读IOPS性能，以及16Gbps读写带宽，满足客户对高IO、高带宽的业务需求。PCI Express SSD卡通过PCIe总线直接与CPU通信，缩短存储访问路径，再结合Flash的高速读写性能，极大的提升存储性能，解决存储IO瓶颈。

二、提供大容量数据存储空间，数据缓存空间更大

元存宽温级PCI Express固态硬盘存储卡支持1TB、2TB、4TB、8TB容量选择，客户可根据服务器设备性能及需求选择产品容量，拓展服务器存储空间。支持磁盘阵列组合模式，将多块PCI Express卡共同组建大容量存储空间。

三、提供快速读写性能，加快设备运行及反应速度

元存宽温级PCI Express固态硬盘存储卡采用PCI Express3.0接口标准，根据总线位宽不同，支持PCI Express X8、X16两种插槽模式。PCI Express3.0理论带宽10GB/s，信号频率8GT/s，编码方案128b/130b。从官方给出的产品规格书中可以看出，最大读写速度为4500/3600MB/s，平均存取时间0.04ms，读写性能应用于服务器中将大大提供运行效率，满足大部分客户需求。

元存PCI Express3.0 2U固态硬盘正面图

元存PCI Express3.0 3U固态硬盘正面图

四、低功耗，降低运行成本，提高产品寿命；

五、严格测试流程，确保产品稳定性、安全性，在恶劣作业环境中保持常态作业

服务器硬盘几乎是48小时不停地运转，承受着巨大的工作量，因此服务器硬盘安全性及稳定性起到尤为重要的作用。PCI Express固态硬盘采用宽温级固态硬盘专用主控方案，搭载优质宽温级MLC闪存Flash芯片，从产品零器件把控产品质量。

元存PCI Express 3.0 2U读写性能ATTO测试截图

元存PCI Express 3.0 2U产品读取稳定性测试截图

元存PCI Express 3.0 2U产品写入稳定性测试截图

在品质方面，元存精选优质宽温元器件，确保产品每个元器件均符合军规、工规行业标准，同时严苛的高低温测试、延误测试、跌落测试、机械冲击测试、振动测试、ESD测试、常温高湿操作测试、冷热冲击测试及兼容性测试等方面进行全面的检测，从外在的防物理冲撞到内部防静电、防信号干扰等全面保障产品运行地稳定性及安全性。严苛的长时间高低温测试，促使PCI Express固态硬盘在-40℃~+85℃温度范围内持续长时间高负荷作业。

元存PCI Express固态硬盘生产设备

六、高性价比，兼容性更强

针对硬盘与服务器的兼容性问题，元存对此作出了全面的检测方案，包括断电测试（验证产品在非正常断电情况下的兼容与可靠性）、安装操作系统测试（验证产品模拟客户安装操作系统的兼容性)、系统重启测试（验证产品在操作系统重启下的兼容性）、影音播放测试（验证产品在操作系统中影音播放的兼容性）、大数据拷贝测试（验证产品在操作系统进行大数据拷贝的兼容性）、压力测试（验证产品在压力测试的兼容与稳定性）等，确保产品在断电、重启、冲击等环境下的兼容性问题，提高产品适应能力。

七、适应振动、跌落、腐蚀、潮湿、宽温等恶劣作业环境

元存专注于宽温级固态硬盘的研发及生产，其他产品均符合国际宽温级固态硬盘产品标准。内部采用固态硬盘相同构架，没有复杂的零器件，使产品在振动、冲击、跌落等状态下常态作业。

【方案硬件特色】

元存宽温级PCI Express固态硬盘是专业为服务器硬盘开发的一款产品，支持Windows XP,Windows 7,Windows 8.1,Windows 2003,Windows 2008，DOS，Linux,Unix系统，满足不同行业不同系统应用需求。采用主控搭载闪存客户的内部构建模式，提供安静的作业环境。PCB板采用多层板设计，提升抗信号干扰能力。

在产品散热方面，元存PCI Express固态硬盘自带迷你小风扇，在产品开始作业时自动启动，及时为硬盘降温散热。

针对用户关心的数据可靠性问题，元存提供可靠性铁三角方案，全方位、全时段保护客户数据。铁三角由提前预防、实时保障和事后补救三个部分组成。

一、提前预防

1．采用定期巡检数据，预防数据出错，搬移出错数据，确保错误不累积

2．通道间冗余、资源共享，确保在多个芯片故障下能正常工作

3．数据分类技术：减少数据写放大，提升Flash擦写寿命

二、实时保障

1．采用动态及静态的磨损平衡算法

2．超强的ECC纠错能力，确保成功写入数据

3．TRIM技术：高效回收闲置Flash数据块，确保性能最优

三、事后补救

1．采用内置动态RAID5避免单颗Flash损坏导致数据丢失

2．掉电保护，确保数据在异常掉电情况下，数据仍可完整保存

【应用范围】

元存宽温级PCI Express固态硬盘适用于搜索引擎、Cache、数据库、视频服务等随机读写操作频繁和IOPS 要求较高的业务，具有高性能、高IOPS、高可靠、易维护等优点。主要应用于：

1．金融服务高频率交易平台、生命科学以及能源方面的高性能计算(HPC)服务器；

2．Web 2.0，如Facebook、微博等；

3．关系数据库。热文件、索引、元数据都可以被放置在SSD中作为缓存使用。数据也可以被放置其中。当有查询、排序和计算操作时，数据库反应速度可以成倍地增加。

在IO密集、延迟敏感型业务系统的使用中，一张PCI-e固态硬盘存储卡的服务器业务处理能力超过多台服务器总和，可大幅减少服务器采购数量，降低系统的CAPEX。

【关于元存】

元存是一家集设计、研发、生产及销售为一体的专业固态硬盘实力厂家，公司从事SSD固态硬盘已有十年的发展历程，旗下工业级固态硬盘覆盖0℃~70℃、-20℃~+75℃、-40℃~+85℃及-55℃~+105℃温度范围，产品接口类型覆盖SAS、PCI Express、SATAII、SATAIII、mSATA、HalfSlim、PATA、CF、ZIF、CF卡、CFast、SATA DOM、IDE DOM、USB DOM等接口类型宽温级固态硬盘，是目前固态硬盘行业产品线最齐全的厂家之一。满足消费级、工业级、企业级及军工级用户使用，同时公司提供OEM/ODM客户定制化服务解决方案。

元存产品在价格及产品性能方面均比其他厂家存在很大的优势。元存严格把关产品品质的同时，为客户提供最高的产品性价比。2015年11月，元存荣获《国家高新技术企业认证》，元存产品、产品技术及创新能力等均得到了国家的认可，将继续为客户提供更为安全、稳定、高性能的产品解决方案。


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