在FMS2024大会上,Kioxia演示了他们提出的适用于企业固态硬盘的新型RAID卸载方法的概念验证。这样做的动机非常明确:随着固态硬盘的速度一代比一代快,RAID阵列在保持(和提升)性能方面遇到了很大问题。

即使在RAID操作由专用RAID卡处理的情况下,一个简单的写入请求(例如RAID5阵列)也会涉及到对不同驱动器的两次读取和两次写入。在没有硬件加速的情况下,读取的数据需要一路返回CPU和主内存进行进一步处理,然后才能进行写入。

Kioxia建议使用PCIe直接内存访问功能和SSD控制器的控制器内存缓冲区(CMB),以避免将数据上传到CPU再返回。所需的奇偶校验计算由固态硬盘控制器内的加速器块完成。

在Kioxia的PoC实施中,DMA引擎可以访问整个主机地址空间(包括对等SSD的BAR映射CMB),从而可以根据需要从总线上的相邻SSD接收和传输数据。Kioxia指出,与CPU上的软件RAID相比,他们的卸载PoC将CPU利用率降低了近50%,系统DRAM利用率降低了90%。建议的卸载方案还可以处理擦除操作,而无需占用主机CPU周期来完成奇偶校验计算任务。

Kioxia已经着手为NVMExpress工作组贡献这些功能。如果被采纳,建议的卸载方案将成为标准的一部分,可以在多个固态硬盘供应商中广泛使用。