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。

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。

一种基于FPGA的多路高速雷达数据存储技术

为了解决先进雷达数据存储应用领域的带宽高、通道多、容量大、集成度高等难题,提出了一种基于FPGA的多通道数据源的NVMe固态盘存储阵列技术。存储单元设计成标准模块集成于雷达系统;以FPGA为核心芯片,采用双组内存同时并行读写数据以及双通道PCIe Gen3独立处理数据的方法,设计了复杂的逻辑功能模块,实现了大数据流的传输和处理,提高了存储带宽。该技术已经实际应用于工业环境下的雷达,经反复测试表明,单个存储单元能同时存储16路数据源,存储容量达24 TB,存储带宽达7 GB/s,可满足系统存储性能。

基于用户态文件系统的共享访问与性能提升研究

研究并实现面向NVMe SSD的用户态高性能共享式文件系统(UHSFS),并提出简单弹性的数据布局技术、多粒度IO队列弹性分离技术以及多用户共享内存架构,这些关键技术能够显著地提升元数据的操作性能和IO处理能力,并且实现用户态文件系统的共享访问。实验结果表明,与UNFS,NVFUSE,BLOBFS和BLUEFS等用户态文件系统相比,UHSFS的元数据操作性能和Filebench综合负载性能最优;IO队列分离技术能够大幅度地提升吞吐量;与F2FS,XFS,Ext4等内核态文件系统相比,UHSFS同样表现出性能优势。