讓效率更高，新一代存儲系統實際應用案例介紹

阿里雲POLARDB：創新的雲託管資料庫

關係型資料庫作為雲託管服務應用廣泛，稱為資料庫即服務(DBaaS)解決方案。不過基於雲的RDBMS可能本身存在難題。因此，雲託管關係型資料庫解決方案必須實現數字轉型。常見的資料庫有MySQL和Oracle資料庫，但不管是內部託管，還是雲託管，它們可能均難以保護、管理和擴展，而且可能達不到所需性能和服務質量(QoS)。阿里雲開發並推出了創新型的商業級雲託管關係型資料庫POLARDB，解決了這些問題。POLARDB以分散式共享存儲架構為基礎，並使用了英特爾傲騰DC固態盤和英特爾3D NAND固態盤。

雲託管資料庫的傳統難題

在公共雲計算環境中，用戶數量、用戶服務和數據量的增長可能會帶來二進位日誌文件備份、性能、遷移、延遲等問題。擴展、備份和遷移數據所需的時間隨著數據量增長而延長。備份TB級數據需要幾個小時，甚至幾天的時間。升級、擴展、備份和數據遷移可能需要資料庫下線並重新啟動，這可能會影響企業、企業用戶及企業IT人員。維持每日業務運營可能需要大量CPU資源，再加上數百萬個事務，可能產生延遲，導致性價比下降。

POLARDB重新打造了資料庫雲託管服務

POLARDB採用的軟體定義擴展系統具有創新性，它使用了快速、低延遲的英特爾傲騰DC固態盤和低成本、高容量的英特爾3D NAND固態盤。企業如果數據量大，而且不斷增長，又始終要求低延遲、高吞吐量、高QoS以及良好的性價比，則可從POLARDB獲益。

POLARDB的架構保證吞吐量高，最高可達到標準MySQL 5.6和5.7版本在基於NAND的PCIe和NVMe固態盤上運行時的吞吐量的6倍之多。不僅如此，POLARDB可以實現高達一百萬每秒輸入/輸出(IOPS)，而且只有毫秒級的延遲。POLARDB還可以在10分鐘內按需縱向或橫向伸縮。

藉助英特爾傲騰DC固態盤和英特爾3D NAND固態盤，阿里雲實現了更高性能和更低延遲。

英特爾傲騰DC固態盤優化了存儲性能

POLARDB分散式存儲設計與英特爾傲騰DC固態盤和英特爾3D NAND固態盤相結合，實現了較高的存儲效率、高QoS、高IOPS、高吞吐量和始終如一的性能。英特爾固態盤還有助於降低成本，調優性能。英特爾傲騰DC固態盤幫助阿里雲消除了數據中心存儲瓶頸，可容納更大、更經濟實惠的數據集，加快了應用速度，降低了對延遲敏感型工作負載的事務成本，同時降低了POLARDB數據中心總擁有成本。

POLARDB在軟體層將高速、高容量的英特爾傲騰DC固態盤和高吞吐量的英特爾3D NAND固態盤結合起來，實現了一個混合型存儲層，可以始終實現低延遲、高吞吐量、高QoS，而且與存儲層只使用英特爾3D NAND固態盤相比，整體性價比高出很多。藉助英特爾傲騰DC固態盤和英特爾3D NAND固態盤，阿里雲實現了POLARDB每秒查詢數(QPS)提升30%，改善了客戶體驗。

青雲QingCloud用英特爾存儲「黑科技」加速關鍵業務高性能存儲系統

隨著「雲時代」的到來，如何有效管控和利用企業擁有的海量數據已成為業界關注的焦點。在青雲QingCloud看來，對於存儲系統而言，核心點無外乎4個：性能、安全可靠、可擴展和成本。作為國內為數不多的全棧雲ICT服務提供商，青雲QingCloud在推出「一站式混合雲」「超融合系統」等雲服務架構產品之餘，也在存儲領域發力，在合作夥伴英特爾公司的支持下，協力推出了全新的分散式塊存儲系統QingStor NeonSAN。該產品憑藉企業級的高性能、低延遲與出眾的橫向擴展能力，幫助青雲QingCloud在雲服務版圖上增添了重要的板塊。

容量與性能的均衡：英特爾傲騰固態盤＋英特爾CAS

眾所周知，支持分級存儲的分散式存儲系統要具備高性能，就必須高效地對緩存進行讀寫。影響此類分散式SAN部署方式性能的因素在於緩存性能和系統管理緩存的能力。為此，青雲QingCloud引入了英特爾在這兩方面的領先技術。

由全新的英特爾傲騰固態盤DC P4800X擔任的緩存（Cache），在QingStor NeonSAN上發揮出了驚人的性能表現。這款傲騰固態盤在低延遲和穩定性方面的性能表現遠超傳統NAND介質固態盤，尤其適用於電商、金融、保險等多用戶、高並發的OLTP場景，而且NeonSAN目前採用的英特爾傲騰固態盤DC P4800X 375GB版本的DWPD高達30（DWPD的英文全稱為Drive Writes Per Day，指在預期壽命內可每日完整寫入SSD所有容量的次數），保證了用戶系統的有效生命周期。

為使英特爾傲騰固態盤在QingStor NeonSAN中發揮出更大效能，青雲QingCloud還引入了英特爾針對緩存性能優化開發的另一項專有技術—英特爾CAS。通過英特CAS的介入，應用伺服器可始終用最快的速度讀到最「熱」的數據，這對於冷、熱數據比例越來越懸殊的企業數據中心來說非常重要。青雲QingCloud進行的一項英特爾CAS對比測試也有力地證明了上述觀點。

在QingStor NeonSAN上進行的FIO(一款IO測試工具)測試中，通過執行4K隨機讀寫測試，英特爾CAS＋數據中心級英特爾傲騰固態盤的組合，無論是在WB（回寫）模式，還是在WT（直寫）模式，其IOPS性能都遠超未加組合的對比測試組。在WB模式下，英特爾CAS與英特爾傲騰固態盤的隨機寫性能甚至達到了對比測試組合的23倍之多。

極致的存儲性能表現：全快閃記憶體＋SPDK

QingStor NeonSAN的另一種部署方案是面向超高性能、低延遲的企業應用場景。為此，青雲QingCloud給出了「全快閃記憶體配置」方案，而這個方案的主角是英特爾固態盤DC P4510。這一符合NVMe介面規範的固態盤產品，採用了英特爾3D NAND技術，與上一代固態盤或傳統HDD硬碟相比，其IOPS性能有了質的飛躍，同時能耗與故障率也有顯著下降。

一項來自第三方測評機構的數據顯示：配置為全快閃記憶體的QingStor NeonSAN在單應用壓力時，4K/8K隨機讀寫性能均接近或超過100K IOPS，且平均響應時間低於0.8毫秒。同時隨著QingStor NeonSAN卷數量的增加，其性能也會隨之線性增長，在配置4個NeonSAN卷時，4K隨機讀寫和8K隨機讀性能可達到30萬IOPS左右，8K隨機寫性能則超過25萬 IOPS，平均響應時間低於1毫秒。

基於NVMe規範的英特爾固態盤在為用戶提供高吞吐、低延遲存儲能力的同時，英特爾推出的面向固態盤存儲產品的英特爾存儲性能開發套件（IntelStorage Performance Development Kit，英特爾SPDK）也在以各種創新技術提升存儲軟體的性能。

如圖所示，在一項針對英特爾SPDK用戶態驅動與內核驅動的對比測試中，單處理器核心搭配SPDK後可令8塊英特爾固態盤「火力全開」，而內核驅動要達到類似水準，則至少需要配置8個處理器核心。

Server SAN搭配英特爾傲騰技術，打造四川電信高性能計費存儲系統

高速增長的業務對中國電信的各項支撐系統，特別是位於核心的計費系統，提出了嚴峻考驗，在人口密集、業務繁忙的四川省尤為明顯。以計費系統中的核心網元餘額管理中心系統為例，其每日REDO日誌數據歸檔量高達3TB，如此頻繁密集的數據提交，使四川電信舊有ABM系統的存儲系統倍感壓力。

為適應新的業務形態和業務高速發展帶來的挑戰，四川電信與英特爾公司攜手，在雙方派出的專家團隊的支持下，根據四川電信舊有ABM系統存儲系統的使用狀況和未來發展目標，制定了全套行之有效的存儲系統升級方案。新方案中，四川電信導入了面向數據中心的英特爾傲騰固態盤DC P4800X為其提供加速。

新架構＋新產品

基於軟體定義存儲（Software Defined Storage，SDS）理念的Server SAN架構，正成為眾多企業構建新一代存儲系統的首選。在此次優化升級方案中，四川電信率先進行了架構變革上的嘗試。新的四川電信ABM系統存儲系統採用了全新的Server SAN架構，並通過基於Infiniband標準的iSER（iSCSI Extensions for RDMA）存儲協議進行互聯，傳輸帶寬達到56Gbps，遠超舊系統。

基於SDS的Server SAN架構為四川電信運維團隊帶來了不錯的管理便捷性和擴展能力。在系統上線後，四川電信只需要根據業務的發展步驟，計算出相應的存儲、計算模塊需求，並予以添加即可，無需再對存儲系統進行繁瑣地升級，這不僅能有效降低運維複雜度，還可以大大降低成本。

作為一類典型的聯機事務處理應用，ABM系統中REDO數據的提交操作具有高並發、數據量大、響應速度要求高等特點。為此，四川電信選擇了英特爾傲騰固態盤DC P4800X，來保障REDO數據的安全高效穩定操作。

英特爾傲騰固態盤採用了先進的存儲介質，以及一系列英特爾先進系統內存控制器、介面硬體和軟體進行構建，可以比傳統NAND介質固態盤提供更好的I/O性能與更穩定的I/O QoS。尤其在OLTP類應用上，英特爾傲騰固態盤產品一貫有著其他固態盤產品無法企及的性能表現。

在四川電信的部署實踐中，英特爾傲騰固態盤DC P4800X同樣表現出眾。與同樣部署在四川電信ABM系統中的英特爾固態盤DC P4500（基於3D NAND介質）相比，其IOPS是後者的10倍左右，此時從存儲節點側來看，其磁碟利用率僅上升1%左右。而在FIO（一款IO測試工具）測試中，當DC P4500磁碟利用率達到40%時，DC P4800X磁碟利用率仍然僅保持在20%左右。同時，在四川電信關注的log file sync等待事件指標上，英特爾傲騰固態盤DC P4800X更是達到0.7ms，僅為舊有系統的一半。

不僅如此，英特爾傲騰固態盤在I/O QoS穩定性上也獲得四川電信的好評。當面對數據提交壓力時，DC P4800X不僅在IOPS指標上表現突出，而且在抖動率上也遠比P4500更加平滑，這正是OLTP業務非常看重的一點。英特爾傲騰固態盤為四川電信ABM系統存儲系統提供的另一項「殺手鐧」則是其硬碟每日寫入次數（Drive Writes Per Day，DWPD）性能，作為衡量固態盤使用壽命的「金標準」，它將直接影響用戶的運維效率和TCO。

四川電信ABM系統目前每天的REDO數據在採用ASM NORMAL冗餘方案後為6TB，如果單盤容量為350GB，則DWPD為5.7。要知道，普通的固態盤產品DWPD僅為1~3，這也就意味著每年都需要更換固態盤，這顯然在效率和費用上都是客戶所無法接受的。而英特爾傲騰固態盤DC P4800X高達30的DWPD設計，則讓其能夠放心地在固態盤的整個生命周期內使用。

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