隨著數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展全球云服務市場持續(xù)穩(wěn)健增長。根據(jù)Gartner統(tǒng)計，2021年全球公有云市場規(guī)模達到3307億美元，增速32.5%。Canalys數(shù)據(jù)顯示，2021年中國云基礎設施服務市場規(guī)模增長45%，達到274億美元。預計2026年中國市場規(guī)模將達到850億美元，五年復合年增長率為25%。

在智能化、數(shù)字化趨勢下，基礎設施市場增長強勁，如何降本增效，開拓創(chuàng)新業(yè)務是當前企業(yè)熱議的話題。繼推出ZNS SSD之后，浪潮存儲針對云服務市場推出了基于單根高速直通I/O虛擬化技術(shù)（Single-root I/O virtualization，簡稱SR-IOV）的自研企業(yè)級NVMe SSD產(chǎn)品，實現(xiàn)降本增效。

什么是SR-IOV？

SR-IOV，是一個外圍組件快速互連（PCIe）的標準體系結(jié)構(gòu)。基于這種結(jié)構(gòu)，上層系統(tǒng)的虛擬層可以對服務器存儲盤IO進行管理及共享。現(xiàn)如今隨著NVMe SSD的單盤容量不斷提高、IO性能越來越快(隨機讀達到100M IOPS以上)、主機CPU核數(shù)越來越多和能耗比要求的不斷增強，能夠消除軟件和虛擬化開銷的基于SR-IOV硬件I/O虛擬化解決方案迎來了廣闊的市場空間。

例如，某互聯(lián)網(wǎng)一線云服務供應商，可以提供不同的云硬盤出售服務，包括提供不同容量、帶寬、IOPS的QoS服務。一個宿主機支持多個提供SSD存儲服務的虛擬機，并且SSD的容量（50G/100G/150G等）可以由終端客戶(虛擬機的購買者)進行自主選擇，同時要求每個虛擬機都要保證服務質(zhì)量。這就對SSD設置了技術(shù)“門檻”：其一SSD要實現(xiàn)性能隔離，每個Mini-SSD使用特定額度的性能且互不影響；其二SSD要能支持QoS控制，保證每個Mini-SSD性能負載均衡，讓多個Mini-SSD性能總和貼近一個完整SSD的性能。

針對互聯(lián)網(wǎng)用戶需求，浪潮存儲基于第二代自研PCIe 4.0 NVMe SSD實現(xiàn)I/O虛擬化（SR-IOV）功能，支持1個物理功能（PF）和127個虛擬功能（VF）。浪潮SSD能夠?qū)⒅骺厮С值?025個隊列和中斷，通過虛擬化管理命令動態(tài)地將資源虛擬化隊列（VQ）和虛擬中斷（VI）分配給不同的虛擬功能，每個虛擬功能支持65個虛擬隊列和虛擬中斷。同時浪潮SSD將整個SSD的用戶存儲動態(tài)分配為128個命名空間（Namespace），將其自由地關(guān)聯(lián)到不同的虛擬功能上，進行邏輯區(qū)塊地址（LBA）的隔離，保證每個命名空間的最大讀帶寬/寫帶寬、最大讀IOPS/寫IOPS。如下圖所示，

SR-IOV SSD架構(gòu)圖

浪潮存儲自研SSD NS8600G2將NVMe SSD與SR-IOV結(jié)合，在多個虛擬機情況下進行物理資源共享，虛擬機可直接訪問硬件資源，降低宿主機的CPU利用率，充分發(fā)揮SSD的高性能。在虛擬化和云計算場景下，浪潮企業(yè)級SSD借助SR-IOV虛擬化技術(shù)可以減少用戶所需PCIe設備數(shù)量，同時使用NVMe SSD能夠?qū)崿F(xiàn)多命名空間管理，不同命名空間分配給不同的虛擬主機，從而達到數(shù)據(jù)IO相互隔離和QoS性能保障的目標。

浪潮SSD通過將底層高速存儲介質(zhì)和SR-IOV特性的結(jié)合，降本增效顯著，具體如下：

一是高QoS :無需軟件虛擬層或者硬件卡，算力與IO實現(xiàn)同路徑，延遲降低60%以上;

二是節(jié)約成本：節(jié)省主板PCIe插槽資源和額外PCIe卡的運維開銷，對比加速卡方案預估節(jié)約成本2K以上；

三是虛擬層精細化：云主機卸載CPU算力10%，支持多虛擬機環(huán)境下的SSD的空間隔離，虛擬化算力由各個SSD控制器承接，虛擬化管理更加精細精準。

近年來，浪潮存儲持續(xù)加大研發(fā)投入和創(chuàng)新，將底層硬件核心部件技術(shù)與用戶應用場景需求緊密結(jié)合，發(fā)揮閃存的高效、可靠、綠色優(yōu)勢，以技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化產(chǎn)品方案助力關(guān)鍵行業(yè)實現(xiàn)突破應用，全面釋放數(shù)據(jù)價值，加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

審核編輯：湯梓紅