昨天突破了一個技術小難題，可能有些放鬆吧。之後看到網上一點新品資料，也沒深挖，結果被於總給我上了一課：）對於自己的淺嘗輒止，我又一次感到慚愧，於是倒逼自己簡單補補課——畢竟我也不算是研究核心技術的。
OpenFlex Data24 NVMe-oF Storage Platform
WD的SN840 NVMeSSD新品並沒有太吸引我注意，因為它還是PCIe 3.0接口的，要知道Intel的PCIe 4.0 SSD都已經推出了。（我在《看不懂的性能和壽命？Intel Optane持久內存200、LGA4189雜談》中提到過）
但上面這個NVMe-oF（NVMe over Fabric）EBOF（區別於普通JBOF的第一個字母表示Ethernet）我就有點興趣了。前一段看到劉愛貴博士的公司——大道雲行宣佈的分佈式軟件定義存儲新品，使用了一家國內的E-JBOF，想從官網找公開資料學習下都不太多。在這點上國際品牌往往要做得完善一些，否則我也寫不出本文的分享。
從SAS JBOD到NVMe JBOF和EBOF
談到NVMe JBOF的前身，SAS JBOD磁盤（HDD/SSD）擴展櫃不得不提，下面只用一張圖簡單交代下JBOD裡的SAS Expander控制模塊。
上圖從10年前的一段視頻裡截出，可以說是LSI在6Gb/s SAS時代的經典之一（Dell PowerVault MD1200/1220 JBOD基本相同），也勾起了我一段曾經美好的回憶。2U驅動器機箱裡有2個HA路徑的SAS Expander——只用LSI SAS2X36芯片作為核心即可。
相比之下，NVMe-oFJBOF/EBOF至少要在物理上把PCIe轉換為以太網，所以結構不可能如此簡單。我們先來看看下面這塊“網卡”。
這顆芯片的型號是WDRapidFlex A1000 NVMe-oF ASIC，對應的板卡為RapidFlex C1000 NVMe-oF Adapter，不難看出是用來幹啥的。規格如下：
其網口部分提供1個100GbE或者2個50/25GbE以太網，協議支持RoCE、iWARP/TCP，看產品名稱自然也支持NVMe。PCIe接口支持Root Complex，看來是用於連接NVMe SSD的；PCIe Gen3 x16還能拆分成2個x8來使用（連接多個PCIeSwitch）。
上圖是基於RapidFlex A1000的EBOF參考架構。位於機箱前部的NVMe SSD通過熱插拔背板連接到2塊控制電路板——應該支持雙端口SSD的2個PCIe 3.0 x2多路徑訪問，然後經過PCIe Switch之後，就連接到幾個RapidFlex A1000 ASIC對前端服務器提供NVMe-oF訪問。同時有BMC / 機箱服務模塊用於帶外管理。
看這個WD單芯片解決方案就更清楚了。所謂“6-way無阻塞內存子系統”，其實RapidFlex A1000 ASIC是無需DRAM內存工作的，它的工作其實很單一——就是那個“MPU”實現NVMe（連接SSD）到NVMe-oF（over RDMA）之間的轉換。
再來看看WD OpenFlex Data24 NVMe JBOF（EBOF）的後視圖。左右2個IOM模塊上各自可以插3塊網卡，應該就是前面提到的RapidFlex C1000 NVMe-oF Adapter。
這裡重點看一下OpenFlex Data24的高可用和性能設計。在2個IOM模塊中，每個上面應該是用了不低於96 lane PCIe 3.0 Switch芯片——下行48 lane連接NVMe SSD，然後3個x16連接RapidFlex網卡。除了到以太網那裡帶寬打一點折扣之外，PCIe鏈路的“收斂比”是1:1性能無損的。
OpenFlex Data24給出的性能指標是13.2M IOPS和70.7GB/s，平均每塊SSD接近55萬IOPS和3GB/s帶寬，這個幾乎把6個100GbE網口跑滿了，每塊網卡平均220萬IOPS。
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NVMe-oF EBOF高級實現方式、閃存陣列的區別
前面討論的WD產品只是最基本的以太網JBOF，可以說與SAS JBOD和PCIeNVMe JBOF的地位沒有本質區別——支持用來連接盤，而並沒有更多高級管理功能。再往上一點的方案是什麼呢？下面我拿Mellanox和Broadcom的產品來簡單舉個例。
關於MellanoxBlueField我有2篇寫的比較早，收錄在《存儲網絡交換、NVMe oF》專輯中，大家也可以找最新的資料看看。
上圖這款卡，在WinnieShao博士的大作《智能網卡SmartNIC：“大”x86 Server中的“小”armServer》中也被提到過。BroadcomStingray板卡的主控芯片BCM58800也是一顆ARM SoC，它在拓撲圖中的位置有點類似於前面的WD RapidFlex，但既然敢稱為閃存陣列（Flash Array）而不只是E-JBOF自然有所不同。
上圖這份資料有點老。ARM和網卡部分我就不多談了，Broadcom本身就是做網絡出身的。SoC同時包含雙通道DDR4內存控制器，具備接近100Gb/s Hash和加密引擎（也能用於重刪）、RAID 5 XOR和RAID 6 P+Q Galois/Erasure糾刪碼支持。
除了基於RDMA的NVMe-oF之外，StingraySmartNIC的應用方案還包括NVMe-TCP（擴展閱讀：《NVMe over TCP：iSCSI的接班人？》），這一點我理解WD RapidFlex網卡就做不到了。類似的還有對象存儲，已經超出了JBOF/EBOF的基本功能範疇。
關於存儲服務offload卸載這一塊，如果是傳統企業存儲市場中功能強大的閃存陣列，只靠SmartNIC顯然又不夠了。下圖引用自《DellEMC PowerStore詳解：NVMe+SAS全閃存陣列，還是一體機？》，只是舉個例。
關於寫緩存鏡像，以及數據縮減（壓縮/重刪）處理，只是PowerStore存儲系統數據路徑中的一部分流程而已。其實我理解NVRAM盤只是為了保障數據的持久化（估計是一個副本），真正的處理還是要放在DRAM主內存中才能高效。至於更多的高級存儲服務，就需要用到控制器中強大的服務器級別CPU了（具體到PowerStore使用的是XeonScalable）。
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