CN206470736U - 一种万兆接口集中式闪存阵列控制节点 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种万兆接口集中式闪存阵列控制节点，属于融合架构领域，本实用新型基于ARM处理器、10GbE switch芯片、PCIE Switch芯片、NVMe磁盘阵列进行设计，具有多个对外的10GbE网口可同时接受多个外部节点的并发数据和处理请求，预留了NVMe扩展接口用于后续进行NVMe磁盘的扩展。相比传统的HDD硬盘具有更高的数据吞吐速率，相比基于X86处理器的控制器具有更低的功耗和更高的性价比。
Description
技术领域
本实用新型涉及融合架构领域，具体地说是一种万兆接口集中式闪存阵列控制节点。
背景技术
传统的磁盘阵列基于普通HDD硬盘，在数据存取带宽上有所限制，随着各种数据爆炸性的增长，海量数据存取的时间越来越长，逐渐无法满足数据快速存取的需求。基于X86处理器的全闪存磁盘阵列，在性能提升的同时也带来昂贵的成本，且闪存阵列无法按需进行扩展。传统FC HBA卡及FC光纤传输方案的成本高昂，需要用户部署FC数据专网及FC交换机。随着以太网的端口速率的不断提升，及数据传输安全性的逐渐加强，FC不再作为集中式数据存储的唯一选择。
发明内容
本实用新型的目的就是要解决上述问题，提供一种万兆接口集中式闪存阵列控制节点。
本实用新型所采取的技术方案是：
一种万兆接口集中式闪存阵列控制节点，主要包括ARM处理器、10GbE switch芯片、PCIE Switch芯片、NVMe SSD；
ARM处理器与10GbE switch芯片通过10GbE总线互连；
10GbE switch芯片与对外的一个以上的高速连接器相连接；
ARM处理器与与PCIE switch芯片通过PCIE总线互连；
PCIE Switch芯片与预留的NVMe扩展接口通过PCIE相连接；
ARM处理器通过DDR4内存总线直接与板载DRAM颗粒相连；
ARM处理器通过SATA总线连接到板载mSATA；
NVMe SSD通过PCIE Switch芯片挂载到ARM处理器上。
10GbE switch：选用Broadcom Trident系列24口10GbE switch芯片。
ARM处理器：选用APM X-Gene 883408B处理器。
PCIE Switch芯片：选用Broadcom的9797 PCIE switch芯片。
高速连接器：选用Molex Airmax系列中背板高速连接器或SFP+连接器。
NVMe扩展接口：选用Molex Airmax系列中背板高速连接器或SFP+连接器。
NVMe SSD：直接设计板载NVMe接口。
本实用新型基于ARM处理器、10GbE switch芯片、PCIE Switch芯片、NVMe磁盘阵列进行设计，相比传统的HDD硬盘具有更高的数据吞吐速率，相比基于X86处理器的控制器具有更低的功耗和更高的性价比，具有多个对外的10GbE网口可同时接受多个外部节点的并发数据和处理请求，预留了NVMe扩展接口用于后续进行NVMe磁盘的扩展。
附图说明
附图1是本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作以下详细说明。
如图1所示，ARM处理器与10GbE switch芯片通过10GbE总线互连，与PCIE switch芯片通过PCIE总线互连构成控制器核心部分。ARM处理器负责接收10GbE switch芯片传递的数据及处理请求，对数据的存取进行处理，将接收到的数据存入其通过PCIE Switch芯片挂载的NVMe SSD或自NVMe SSD中读取数据并输出。10GbE switch芯片与对外的多个高速连接器接口相连，能够同时接受多个外部服务器节点的并发数据及处理请求，并将数据及处理请求传递给ARM处理器。
PCIE Switch芯片与预留的NVMe扩展接口通过PCIE连接，用于NVMe扩展使用，通过该接口可连接外部闪存阵列，从而达到NVMe闪存阵列按需扩展的目的。
ARM处理器通过DDR4内存总线直接与板载DRAM颗粒相连，DRAM可作为数据传输的高速缓存，具备数据校验功能。ARM处理器通过SATA总线连接到板载mSATA，mSATA用于安装本地OS。
高速连接器是控制节点对外的物理接口，在形态上可以是背板连接器，可以是标准的对外接口（如SFP+连接器）。
NVMe SSD通过PCIE Switch芯片挂载到ARM处理器下，通过这种方式可以增加NVMeSSD数量进而增加总的存储容量。NVMe用于存储数据
FC：Fibre channel，一种高速信号传输协议，广泛应用于集中式存储的数据可靠传输；
HBA：Host Bus Adapter，主机总线适配器，通常将处理器的PCIE总线转换成FC总线，实现处理器与外部FC交换机，或其它外部设备的互连；
DRAM：Dynamic Random Access Memory，即常说的内存颗粒；
NVMe：Non-Volatile Memory express，一种转为闪存设计的数据传输协议，兼容PCIE传输协议；
NVMe SSD：具备NVMe协议接口的Solid State Drives（固态硬盘），存取数据速率高；
PCIE：PCI-Express，一种广泛应用的高速传输总线，几乎所有的处理器在芯片内部都集成了该总线；
DDR4：第4代内存传输总线；
ARM：英国Acorn有限公司设计的一款RISC微处理器，Acorn RISC Machine。集成了ARM内核的处理器被称为ARM处理器，以低功耗，高性价比著称。
PCIE Switch：基于PCIE协议的交换机，能够实现数据在交换机所有端口之间无阻塞传输，通常用于扩展PCIE端口或连接的设备数量。
10GbE：万兆以太网传输总线。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业人员的已知技术。
Claims (7)
1.一种万兆接口集中式闪存阵列控制节点，其特征在于，主要包括ARM处理器、10GbEswitch芯片、PCIE Switch芯片、NVMe SSD；
ARM处理器与10GbE switch芯片通过10GbE总线互连；
10GbE switch芯片与对外的一个以上的高速连接器相连接；
ARM处理器与PCIE switch芯片通过PCIE总线互连；
PCIE Switch芯片与预留的NVMe扩展接口通过PCIE相连接；
ARM处理器通过DDR4内存总线直接与板载DRAM颗粒相连；
ARM处理器通过SATA总线连接到板载mSATA；
NVMe SSD通过PCIE Switch芯片挂载到ARM处理器上。
2.根据权利要求1所述的万兆接口集中式闪存阵列控制节点，其特征在于，
10GbE switch：选用Broadcom Trident系列24口10GbE switch芯片。
3.根据权利要求1所述的万兆接口集中式闪存阵列控制节点，其特征在于，
ARM处理器：选用APM X-Gene 883408B处理器。
4.根据权利要求1所述的万兆接口集中式闪存阵列控制节点，其特征在于，
PCIE Switch芯片：选用Broadcom的9797 PCIE switch芯片。
5.根据权利要求1所述的万兆接口集中式闪存阵列控制节点，其特征在于，
高速连接器：选用Molex Airmax系列中背板高速连接器或SFP+连接器。
6.根据权利要求1所述的万兆接口集中式闪存阵列控制节点，其特征在于，
NVMe扩展接口：选用Molex Airmax系列中背板高速连接器或SFP+连接器。
7.根据权利要求1所述的万兆接口集中式闪存阵列控制节点，其特征在于，
NVMe SSD：直接设计板载NVMe接口。
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