可编程技术释放了闪存在企业级应用的潜能

闪存高速缓存的可编程状态机

存储器阵列生产商Violin存储器有限公司列出了存储器阵列的以下高级属性，其性价比非常高，满足了下一代24x7企业级数据中心的需求：

* 性能：与HDD相比，在延时和每秒I/O操作(IOPS)上提高了一个数量级，例如，延时达到亚微秒，每个机架大于200K的IOPS，能够更好的与处理器相匹配。

* 成本：采用固态存储器，大幅度降低了每GB成本和每I/O成本。

* 可靠性：保证不会丢失企业数据(通过RAID算法)，系统连续服务，不会出现停机。

可以在基于每GB低成本NAND闪存的新一代存储器阵列上实现这些属性。其体系结构采用了两级闪存功能，闪存控制(vFLASH)和闪存RAID(vRAID)。闪存控制器利用了闪存转换层面上的比特、模块、平面和芯片级的闪存技术读、写以及擦除操作和错误状态功能。VFLASH功能包括记录结构数据布局，以及闪存管理“垃圾收集”功能来释放闪存空间。闪存RAID控制器应超越传统的RAID-1和RAID-5算法，以满足闪存独特的特性需求。例如，一个4+1校验模型要比传统的算法效率更高，延时更低，还能够更高效的处理故障，而且不需要替换模块。

闪存和RAID控制功能都能够很好的采用FPGA技术来实现(图2)。在基于硅片的状态机中，而不是采用传统的微处理器/软件方法来实现关键算法，能够大幅度降低延时。而且，如前所述，基于FPGA的实现方法能够实现非常灵活的设计，适应闪存及其相关特性的快速发展。能够以非常低的成本，非常快速的把新设计推向市场，发现新机会。而且，利用存储器控制器、收发器模块以及存储器和PCIe的高速接口等FPGA特性，在几天或者几星期的时间内就能够向市场推出很好的系统，这要比传统的方法快得多。


图2. 存储器子系统结构图。

企业级存储的新模式

当今的企业级存储系统需要闪存的性能和成本优势来实现其竞争能力。与闪存相关的设计难题，例如，确保数据完整性，应对新出现的存储器类型和标准的不断变化等，可以通过采用基于FPGA的PSM实现存储器管理和I/O，来解决这些难题。FPGA技术和闪存相结合，即使是要求最高的工作负载，存储系统规划人员也能够满足性能需求，保证系统的完整性、灵活性和适应性。