一种面向嵌入式NVMe存储设备的对齐优化设计

嵌入式领域的软件存储栈较为精简,嵌入式文件系统等上层软件在使用NVMe驱动时没有专门的块设备管理层处理缓冲区不对齐,导致发生操作失败、数据内容不一致等问题。文章提出了一种对齐优化设计,当用户读、写缓冲区不满足对齐要求时,动态维护对齐链式缓冲池,以完成针对NVMe控制器的数据中转,同时按照通道数目建立了多链表对齐缓冲池,并使用计数信号量保证NVMe驱动的并发性能。通过这种优化设计能够以较小的性能损耗,解决嵌入式NVMe驱动因对齐导致的不可用问题。

基于NVMe-oF的高速大容量存储系统设计

随着信息技术的快速发展,数据规模和数据类型持续增长,为了高效存储数据、充分挖掘数据价值,需要快速提升存储系统的存储容量,增强读写性能,因此,对高速大容量存储技术进行深入研究的需求愈发迫切。文章基于NVMe-oF技术设计了一个高速大容量存储系统。该系统能够提供端到端的高带宽、低延迟数据存储,相较传统存储系统实现了计算与存储资源的解耦,能够支撑后期根据需求对计算、存储资源的适应性灵活升级扩容。

ZYNQ与NVME协议的模块化存储系统设计

随着技术的发展,传统的机械硬盘和SATA SSD等存储设备已经不能满足高速以及大存储容量的使用需求。本文基于Xilinx公司的ZU19EG芯片,采用模块化设计理念,提出了一种基于NVME协议的高速存储方案。该设计由ARM端获取数据块信息后构造和解析NVME协议,PL端完成底层驱动实现数据缓存以及与NVME SSD的数据交互,通过PS与PL端的配合完成NVME SSD的数据写入和读出。该设计可实现72.4 Gb/s的写入速率、50.4 Gb/s的读出速率以及最大40 TB的存储容量。

一种基于NVMeoF存储池的分域共享并发存储架构

E级计算和大数据时代,为了充分利用超级计算机系统的并行计算能力,许多大数据应用程序在高性能计算HPC系统上运行,超级计算机的I/O模式更趋复杂,I/O瓶颈问题日益严峻。当前基于闪存的存储阵列或存储服务器已逐步应用在高性能计算机的并行存储系统中,但传统存储体系结构、I/O协议软件栈和存储网络的较高延迟使得新型存储介质不能发挥性能优势,存储系统依然存在I/O访问延迟高、并发I/O吞吐率和瞬发I/O(Burst I/O)带宽受限的问题。针对上述问题和技术挑战,提出了一种基于非易失存储介质NVM的分域共享并发存储架构,设计了一种支持NVMeoF网络存储的Burst I/O缓冲存储池NV-BSP,实现了虚拟化存储池资源管理、基于天河高速互连网的NVMeoF网络存储通信等关键技术,具有横向和纵向扩展能力,可有效支持面向特定计算任务的Burst I/O加速和低延迟远程存储访问。基于HPC和大数据应用程序混合运行性能分析模型,提出了一种混合应用程序QoS控制策略。小规模验证系统上的性能测评结果表明:NV-BSP存储池的读写性能可随并发I/O处理线程数良好扩展;与Linux操作系统自带的MD-RAID相比具有明显的性能优势;相比本地I/O访问,基于天河互连网络的NVMeoF远程存储读写延迟仅增加了59.25μs和54.03μs。通过计算与存储分离,NV-BSP在提供堪比本地存储池性能的同时,提高了系统存储资源动态调配的灵活性和系统可靠性。

NVMe在气象大数据分布式存储中的研究与应用

文章利用fio测试工具,对甘肃省气象局气象大数据云平台中的NVMe固态盘及软件RAID等性能进行了详细研究,结果表明,NVMe固态盘软件RAID0适合构建分布式存储,可以满足数据中心存储高性能、高可靠及低延迟的需求,软件RAID5性能损耗太大,不建议使用;同时,结果显示使用XFS文件系统时NVMe固态盘性能最佳;此外,在使用none调度器时NVMe固态盘性能发挥更充分;最后,Linux高版本内核可以更好地支持NVMe,使NVMe固态盘在较少的CPU下发挥出较高的性能。

面向NVMeoF存储网络的负载感知传输机制研究

NVMe over TCP是构建大规模高性能存储系统的关键技术,是基于现有的数据中心网络基础设施和标准的TCP/IP软件协议,实现了NVMeoF(NVMe over Fabrics)存储网络。本文设计并实现了Load-Aware NVMeoF的消息处理机制LANoT(Load-Aware NVMe over TCP)。首先,采用基于聚合PDU的中断合并技术,缓解中断风暴问题,实现高吞吐量;其次,可以根据不同专用队列的I/O特性,匹配特殊的消息处理机制,有效提高应用的关键性能指标。在Linux内核中实现了LANoT原型系统。通过性能测试结果表明:与标准Linux内核中的NVMe over TCP实现相比,LANoT可以减少50%以上的CPU资源消耗,提高2倍以上的IOPS。

U.2 NVMe SSD热插拔导致服务器蓝屏死机的解决方案

本文将探索一种在服务器运行状态下热拔除固体硬盘,而能够避免蓝屏死机的方案。希望对U.2 NVMe SSD热插拔方案在服务器上的应用推广起到一定的帮助。

NVMe高速存储的FPGA实现

针对当前SATA接口数据传输低延迟和读写性能的不足,结合空间应用对主控系统的需求,进行了高速接口设计,本文提出了一种NVMe高速存储的FPGA实现方案.基于Xilinx公司的ZC706评估板,参考NVMe协议1.3a,运用VHDL硬件描述语言,采用模块化设计理念,完成NVMe主控IP核的设计.经仿真验证表明,该主控IP核能正确完成读、写、设备复位、识别等操作,可应用于嵌入式存储系统.

NVMe优化的用户态文件系统

NVMe接口协议的引入使得固态硬盘(SSD)存储设备的性能得到显著提升。但是,传统的内核态IO路径阻碍了NVMe SSD设备的性能发挥。文中提出了一种面向NVMe SSD的用户态文件系统UMFS,通过用户态多进程共享内存的设计,实现了多个应用程序共享访问,减少对SSD的访问量;使用面向NVMe的无日志数据布局,多粒度IO队列分离和NUMA感知的访问技术,提升系统的性能和吞吐量。实验显示,相较于传统文件系统,在CDN场景下UMFS性能提升23%以上,在小文件场景和读取密集场景下UMFS性能提升45%以上。

基于用户态的NVMe驱动设计

提出一种基于用户态的NVMe驱动设计方案,并且一个设备可以为多个存储进程提供存储功能。基于利用IOMMU功能的VFIO模块来实现用户态的寄存器操作以及DMA功能。给出驱动设计的整体方案以及实现的技术细节。与其他方案相比,该方案对硬件依赖较低且易于扩展。

论述HDFS和NVME的机载航电云储存技术

科学技术发展的速度很快,飞机综合性能也得到了大幅度的提升,航空设备结构越来越为复杂,使用功能也呈现出了复杂化、多样化的特点。航电系统所产生的数据总量正在急剧增长。根据科学调查所显示,以往具备的存储系统,目前已经很难满足航电系统的实际需求。为了提高飞机运行过程中做到优质信息数据的储存。科研工作人员加强了HDFS和NVME的机载航电云储存技术的研究力度,希望通过新型的储存技术为航电数据管理提供便利。本文对此内容进行深入分析,希望对相关人员有所启示。

NVMe/PCIe SSD闪存控制技术在服务器中的应用分析

本文介绍了基于NVMe/PCIe的SSD闪存控制技术,论述了NVMe技术在服务中的存储应用方案,使服务器克服了传统的基于SAS/SATA的SSD设计所固有的延迟和吞吐量瓶颈,性能大幅提升。通过PCIe 3.0接口实现最大化吞吐量,大大提高了随机存储I/O性能,具有数据完整性、可扩展性和高可靠性等特点,尤其适用于大数据领域。

嵌入式平台NVMe驱动设计与应用

为了提升机载存储设备的读写性能,本I文设计了一种面向PCe固态硬盘的NVMe驱动,该驱动基于天脉3实时操作系统,成功的应用在一款存储系统中,实现了机载数据通过PCe接口在主机软件与NVMe电子盘间的高速传输。测试结果表明,驱动设计正确,性能良好,单次读写数据量超过512KB时速度可达1000MB/s。相较传统的SATA盘与机械硬盘,在性能上有很大的提升,具有极高的应用价值。

NVMe存储协议浅论

随着计算机技术及网络的发展,系统数据网络变得越来越复杂和庞大,必须解决数据传输的实时特性并改善电源管理和控制功能,串行高级技术附件接口对应的传输速度极限逐步与空间应用程序的存储之间形成越发紧密的关系。在新技术环境下,难以符合性能条件需要,对研发高带宽、大规模数据存储系统形成明显约束。以高速串行计算机扩展总线标准(外围组件互连Express(PCIe)接口和非易失性存储器Express(NVMe)),固态磁盘(SSD)为基础,能够为提高接口性能带来帮助。NVMe是专门为固态驱动器进行设计,以闪存存储为介质载体,对其逻辑接口总线传输作出标准,在主机与固态驱动器进行通信联系时,可减少内存接口、优化指令集、完成队列设计。通过以可控制的存储成本显着提高PCIe的低延迟、加强数据传输带宽质量、完成指令并行,进而充分提升在SATA环境下,固态驱动器的运用效果。NVMe存储协议应用前景广阔,尤其是在新兴技术与航空产业结合发展的过程中,以NVMe存储协议为基础的大数据存储技术将会为航空业发展打下坚实基础。

NVME软件定义存储超融合在医院信息系统中的应用

目的:为了适应医院业务系统数据呈几何级增长,建设NVME软件定义存储超融合,保障医疗数据安全及信息系统的连续稳定运行。方法:通过在医院内部署NVME高速闪存软件定义存储超融合平台,整合通用X86平台控制器和通用SAS全闪存盘柜。结果:通过方案的实施,实现存储资源的灵活分配和管理,提升系统效率、降低系统宕机风险。结论:采用基于NVME软件定义存储超融合实现中心机房所有应用服务器和存储的"超融合"、"统一虚拟化平台"和"统一备份平台"。提升全院业务系统性能,最大程度地保障了医院的业务连续性和稳定性。

FC上舞动的NVMe——存储部署的创新之举

在当前数字化时代,数据是维系企业生存的＂血液＂。从企业数据中心角度来看,要想充分利用数据,并实现数据价值最大化,提供庞大处理能力的计算硬件、能够保留数据的存储设备以及能够保持数据迅捷传输的网络设备缺一不可。不论哪一个部分在技术上有所突破,随之都将带来一连串变化,就像＂多米诺骨牌＂一样。

3400MB/s一路狂飚,引爆玩家热血激情 西部数据WD Black NVMe SSD体验评测

随着3D NAND闪存技术的发展以及M.2接口的普及,高速、小巧、免布线的M.2 SSD已然成为市场上最热门的产品之一。近期恰逢内存和SSD的大幅度降价,可谓是购入M.2SSD的最佳时机。天下武功,唯快不破,前不久发售的西部数据WD Black NVMe SSD就让我们充分体会了一下,3400MB/s的读取速度是怎样的极致体验。

袖珍体积下藏着强悍性能 WD_BLACK NVME SSD体验评测

电脑容量小、启动慢、加载卡顿、散热差等问题一直困扰着游戏玩家。那么,有没有方法解决这些问题呢?电脑配置作为游戏是否通畅的关键因素,一直是各大厂商努力优化的方向,固态硬盘是其中一个不可或缺的部分。西部数据WD_BlackSN750系列NVMeSSD产品(下称SN750),主打游戏加速功能。西部数据公司副总裁Eyal Bek直言,我们已经突破了存储界限,期待为各位骨灰级游戏玩家提供梦寐以求的竞争优势。究竟SN750性能如何呢?接下来,《消费电子》评测室为您揭晓答案。

NVMe高速存储访问接口的Zynq实现

针对SATA接口存储器数据传输率低、协议实现复杂等问题,面向高速数字信号存储需求,本文设计实现了一种基于Xilinx公司Zynq系列FPGA实现NVMe高速电子盘访问接口实现方案。该方案使用Zynq系列FPGA中PCIe 2.0物理层、数据链路层和传输层协议,ARM硬核运行C语言实现应用层协议,符合NVME Express Revision 1.4a标准。此种方案架构既能够充分实现NVMe协议的高速传输特性,又能够降低程序编写难度,缩短工程项目的开发验证工期,适用于于大部分高速存储应用场景。

FC上舞动的NVMe——存储部署的创新之举

在当前数字化时代,数据是维系企业生存的＂血液＂。从企业数据中心角度来看,要想充分利用数据,并实现数据价值最大化,提供庞大处理能力的计算硬件、能够保留数据的存储设备以及能够保持数据迅捷传输的网络设备缺一不可。不论哪一个部分在技术上有所突破,随之都将带来一连串变化,就像＂多米诺骨牌＂一样。在计算机计算能力日新月异的今天,存储技术也得到突飞猛进的发展,如闪存、