CN106502593A - 一种高速互联混合存储系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速互联混合存储系统，所述混合存储系统包括主板CPU、若干SAS/SATA盘和若干NVME盘，主板CPU通过SAS/SATA和PCIE两个链路,对SAS/SATA盘、NVME盘进行区分使用，前者用于组建大容量存储阵列，发挥其存储特性；后者用于对频繁读写热数据的存储加工处理，便于发挥PCIE低延时并发高IOPS的特性。本发明系统满足了市场对2U机架式大容量存储服务器的需求，并且具备支持NVME磁盘高速缓存的应用。兼有大容量和高性能存储的特点，可实现对冷、热数据的分类存储。

Description

一种高速互联混合存储系统
技术领域
本发明涉及服务器存储技术领域，具体涉及一种高速互联混合存储系统，一种支持高性能、大容量、SAS/SATA盘与NVME磁盘混合部署的2U机架式服务器系统。
背景技术
伴随云计算和大数据的应用发展，信息化逐渐覆盖到社会的各个领域。作为信息数据的容器——节点服务器的硬盘数量也在不断增加。但传统的SAS/SATA 磁盘虽然具有大容量、低成本的优势，但由于使用磁盘机械磁头扫描，读写带宽速度都受到限制，最快传输带宽仅为200MB/s；而在SSD磁盘领域，新兴的NVME磁盘具有高速低延时并发的技术特点，使用越来越广泛。传统的SATA SSD实际带宽是500～560MB/s、通道数是1，而NVME磁盘带宽为780MB/sX4通道并发，即NVME SSD速率约是传统SATA SSD的5.5倍，具有明显的性能优势。
因此，如何兼容以上2种磁盘的优势，实现一款服务器产品能够同时具备高性能、大容量存储的特点呢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明针对以上问题，提供一种高速互联混合存储系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种高速互联混合存储系统，所述混合存储系统包括主板CPU、若干SAS/SATA盘和若干NVME盘，主板CPU通过SAS/SATA和PCIE两个链路,对SAS/SATA盘、NVME盘进行区分使用，前者用于组建大容量存储阵列，发挥其存储特性；后者用于对频繁读写热数据的存储加工处理，便于发挥PCIE低延时并发高IOPS的特性。
IOPS (Input/Output Operations Per Second)，即每秒进行读写(I/O)操作的次数，多用于数据库等场合，衡量随机访问的性能。
所述混合存储系统基于2U机架式服务器系统，SAS/SATA盘为24块，NVME盘为4块，都连接在磁盘背板上；主板CPU通过SAS/Raid卡对24块SAS/SATA盘进行区分使用，通过PCIERetimer卡对4块NVME盘进行区分使用。
所述主板包括1个PCIE3.0x8和1个PCIE3.0x16的标准插槽，支持单CPU、双CPU等，通用性高。
所述SAS/Raid卡是使用IC控制器、SAS12G速率的8口标准存储卡。
所述Retimer卡，使用Retimer或Redriver芯片，一端采用PCIE3.0x16金手指接口，一端是高密度MinisasX4接口，实现主板pciex16信号的接口转换。
所述磁盘背板，指采用Expander扩展芯片，最大可支持4个NVME磁盘和24个SAS/SATA磁盘的磁盘背板；单个NVEM磁盘带宽x4；SAS/SATA磁盘分布在前窗21个2.5寸磁盘，后窗3个2.5磁盘；速率最高支持SAS12Gb/s、SATA6Gb/s和PCIE8Gb/s磁盘。
所述磁盘背板和SAS/Raid卡、Retimer卡之间分别通过SAS cable及PCIE cable连接，所述SAS cable及PCIE cable是具备特定传输阻抗的MiniSASHD线缆，保证信号传输的高速率、高品质。
所述混合存储系统搭建过程如下：
(1)选取一款服务器主板，该主板至少具备1个PCIE3.0x8 slot和1个PCIE3.0x16；
(2)安装SAS/Raid卡，将其插入主板的PCIEx8slot上，将SAS cable一端连接SAS/Raid卡的MiniSASHDx2接口；
(3)安装Retimer卡，将Retimer或redriver卡插入主板的PCIE3.0x16slot上，将PCIEcable一端连接卡的MiniSASHDx4接口；
(4)互联背板，将24个SAS盘分别连接至前窗的Slot1-21和后窗背板的22-24，将4个NVMEx4的磁盘连接至前窗背板的NVME1-4；
(5)SAS cable另一端连接至前窗背板的MinisasHDx2接口；PCIE cable的另一端连接至前窗背板的MinisasHDx4接口；
(6)开机，在系统下对磁盘进行分区管理和使用；
(7)此时高速互联混合存储系统即可实现完成。
NVMe与AHCI一样都是逻辑设备接口标准，NVMe全称Non-Volatile MemoryExpress，非易失性存储器标准，是使用PCI-E通道的SSD一种规范，NVMe的设计之初就有充分利用到PCI-E SSD的低延时以及并行性，还有当代处理器、平台与应用的并行性。SSD的并行性可以充分被主机的硬件与软件充分利用，相比与现在的AHCI标准，NVMe标准可以带来多方面的性能提升。
“Retimer”是PCIe扩展卡上的一种芯片，其作用是在长距离传输时的信号修正等，可以集成到主板上。
本发明的有益效果为：
本发明系统满足了市场对2U机架式大容量存储服务器的需求，并且具备支持NVME磁盘高速缓存的应用。兼有大容量和高性能存储的特点，可实现对冷、热数据的分类存储。
附图说明
图1为高速互联混合存储系统框图。
具体实施方式
下面根据说明书附图，结合具体实施方式对本发明进一步说明：
实施例1
如图1所示，一种高速互联混合存储系统，所述混合存储系统包括主板CPU、若干SAS/SATA盘和若干NVME盘，主板CPU通过SAS/SATA和PCIE两个链路,对SAS/SATA盘、NVME盘进行区分使用，前者用于组建大容量存储阵列，发挥其存储特性；后者用于对频繁读写热数据的存储加工处理，便于发挥PCIE低延时并发高IOPS的特性。
IOPS (Input/Output Operations Per Second)，即每秒进行读写(I/O)操作的次数，多用于数据库等场合，衡量随机访问的性能。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例所述混合存储系统基于2U机架式服务器系统，SAS/SATA盘为24块，NVME盘为4块，都连接在磁盘背板上；主板CPU通过SAS/Raid卡对24块SAS/SATA盘进行区分使用，通过PCIE Retimer卡对4块NVME盘进行区分使用。
实施例3
在实施例2的基础上，本实施例所述主板包括1个PCIE3.0x8和1个PCIE3.0x16的标准插槽，支持单CPU、双CPU等，通用性高。
实施例4
在实施例2或3的基础上，本实施例所述SAS/Raid卡是使用IC控制器、SAS12G速率的8口标准存储卡，SAS卡一般仅支持磁盘扩展不支持Raid功能；Raid卡则都可以支持，可支持Raid5、6等算法，实现24个磁盘的数据冗余保护。
实施例5
在实施例4的基础上，本实施例所述Retimer卡，使用Retimer或Redriver芯片，一端采用PCIE3.0x16金手指接口，一端是高密度MinisasX4接口，实现主板pciex16信号的接口转换。
实施例6
在实施例5的基础上，本实施例所述磁盘背板，指采用Expander扩展芯片，最大可支持4个NVME磁盘和24个SAS/SATA磁盘的磁盘背板；单个NVEM磁盘带宽x4；SAS/SATA磁盘分布在前窗21个2.5寸磁盘，后窗3个2.5磁盘；速率最高支持SAS12Gb/s、SATA6Gb/s和PCIE8Gb/s磁盘。
实施例7
在实施例6的基础上，本实施例所述磁盘背板和SAS/Raid卡、Retimer卡之间分别通过SAS cable及PCIE cable连接，所述SAS cable及PCIE cable是具备特定传输阻抗的MiniSASHD线缆，保证信号传输的高速率、高品质。
实施例8
在实施例7的基础上，本实施例所述混合存储系统搭建过程如下：
(1)选取一款服务器主板，该主板至少具备1个PCIE3.0x8 slot和1个PCIE3.0x16；
(2)安装SAS/Raid卡，如9361-8iRaid卡，将其插入主板的PCIEx8slot上，将SAS cable一端连接9361-8iRaid卡的MiniSASHDx2接口；
(3)安装Retimer卡，将Retimer或redriver卡插入主板的PCIE3.0x16slot上，将PCIEcable一端连接卡的MiniSASHDx4接口；
(4)互联背板，将24个SAS盘分别连接至前窗的Slot1-21和后窗背板的22-24，将4个NVMEx4的磁盘连接至前窗背板的NVME1-4；
(5)SAS cable另一端连接至前窗背板的MinisasHDx2接口；PCIE cable的另一端连接至前窗背板的MinisasHDx4接口；
(6)开机，在系统下对磁盘进行分区管理和使用；
(7)此时高速互联混合存储系统即可实现完成。
其中：SAS/Raid卡支持SAS12Gb/s速率，PCIE Redriver/Retimer卡支持PCIE8Gb/s，SAS/NVME混合硬盘背板支持SAS12Gb/s、SATA6Gb/s和PCIE8Gb/s磁盘，使整个系统具备高速互联。而且，支持SAS/SATA及NVME磁盘的混合部署，具体是最大可支持4个NVME磁盘和24个SAS/SATA磁盘混合部署。单个NVEM磁盘带宽x4；SAS/SATA磁盘分布在前窗21个2.5寸磁盘，后窗3个2.5磁盘；此外，该系统对于支持1个PCIE3.0x8 slot和1个PCIE3.0x16的主板都可以使用，通用性高。
实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种高速互联混合存储系统，其特征在于，所述混合存储系统包括主板CPU、若干SAS/SATA盘和若干NVME盘，主板CPU通过SAS/SATA和PCIE两个链路,对SAS/SATA盘、NVME盘进行区分使用，前者用于组建大容量存储阵列，发挥其存储特性；后者用于对频繁读写热数据的存储加工处理，便于发挥PCIE低延时并发高IOPS的特性。
2.根据权利要求1所述的一种高速互联混合存储系统，其特征在于，所述混合存储系统基于2U机架式服务器系统，SAS/SATA盘为24块，NVME盘为4块，都连接在磁盘背板上；主板CPU通过SAS/Raid卡对24块SAS/SATA盘进行区分使用，通过PCIE Retimer卡对4块NVME盘进行区分使用。
3.根据权利要求2所述的一种高速互联混合存储系统，其特征在于，所述主板包括1个PCIE3.0x8和1个PCIE3.0x16的标准插槽，支持单CPU、双CPU等，通用性高。
4.根据权利要求2或3所述的一种高速互联混合存储系统，其特征在于，所述SAS/Raid卡是使用IC控制器、SAS12G速率的8口标准存储卡。
5.根据权利要求4所述的一种高速互联混合存储系统，其特征在于，所述Retimer卡，使用Retimer或Redriver芯片，一端采用PCIE3.0x16金手指接口，一端是高密度MinisasX4接口，实现主板pciex16信号的接口转换。
6.根据权利要求5所述的一种高速互联混合存储系统，其特征在于，所述磁盘背板，指采用Expander扩展芯片，最大可支持4个NVME磁盘和24个SAS/SATA磁盘的磁盘背板；单个NVEM磁盘带宽x4；SAS/SATA磁盘分布在前窗21个2.5寸磁盘，后窗3个2.5磁盘；速率最高支持SAS12Gb/s、SATA6Gb/s和PCIE8Gb/s磁盘。
7.根据权利要求6所述的一种高速互联混合存储系统，其特征在于，所述磁盘背板和SAS/Raid卡、Retimer卡之间分别通过SAS cable及PCIE cable连接，所述SAS cable及PCIEcable是具备特定传输阻抗的MiniSASHD线缆。
8.根据权利要求7所述的一种高速互联混合存储系统，其特征在于，所述混合存储系统搭建过程如下：
(1)选取一款服务器主板，该主板至少具备1个PCIE3.0x8 slot和1个PCIE3.0x16；
(2)安装SAS/Raid卡，将其插入主板的PCIEx8slot上，将SAS cable一端连接SAS/Raid卡的MiniSASHDx2接口；
(3)安装Retimer卡，将Retimer或redriver卡插入主板的PCIE3.0x16slot上，将PCIEcable一端连接卡的MiniSASHDx4接口；
(4)互联背板，将24个SAS盘分别连接至前窗的Slot1-21和后窗背板的22-24，将4个NVMEx4的磁盘连接至前窗背板的NVME1-4；
(5)SAS cable另一端连接至前窗背板的MinisasHDx2接口；PCIE cable的另一端连接至前窗背板的MinisasHDx4接口；
(6)开机，在系统下对磁盘进行分区管理和使用；
(7)此时高速互联混合存储系统即可实现完成。
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