เรามักได้ยินชื่อเสียงของ Huawei ในฝั่งเทคโนโลยีระบบเครือข่ายกันเป็นส่วนมาก แต่น้อยคนนักที่จะรู้ว่าอันที่จริงแล้ว Huawei เองก็มีการพัฒนาชิปทางด้าน Storage จัดเก็บข้อมูลด้วยเช่นกัน ทีมงาน TechTalkThai มีโอกาสได้ศึกษาเรื่องราวที่มาว่าทำไม Huawei ต้องลงมาทำชิปสำหรับ Storage เอง และแนวคิดในการออกแบบต่างๆ นั้นเป็นอย่างไร จึงขอนำมาสรุปให้ผู้อ่านทุกท่านได้อ่านกันสนุกๆ ดังนี้ครับ
Storage สำคัญอย่างไรต่อภาพใหญ่ในอนาคตของ Huawei?
ในมุมของ Huawei นั้น ระบบจัดเก็บข้อมูลความเร็วสูงทั้งขนาดเล็กสำหรับติดตั้งใช้งานภายใน Smartphone ไปจนถึงระบบขนาดใหญ่ภายใน Data Center นั้นต่างก็จะมีบทบาทเป็นอย่างมากสำหรับการรองรับเทคโนโลยีใหม่ๆ ในอนาคต ทั้งด้วยเทรนด์ของไฟล์วิดีโอความละเอียดสูงขึ้นเรื่อยๆ, ไฟล์สำหรับ Application ในกลุ่ม Augmented Reality และ Virtual Reality ที่จะมีขนาดใหญ่มาก, การประมวลผล AI ประสิทธิภาพสูงที่จะเกิดขึ้นทุกที่ทุกเวลาในอนาคต และอื่นๆ อีกมากมาย
ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีด้าน Storage จึงเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่ทาง Huawei ให้ความสำคัญเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตลาด Server และ Storage ระดับองค์กร ที่เทคโนโลยีกลุ่มนี้ยังคงพัฒนามาอย่างต่อเนื่องไม่หยุดนิ่ง และด้วยทิศทางของ Huawei เองที่จะผลักดันบริการ Cloud สำหรับธุรกิจในระดับองค์กรด้วยนั้น การมีเทคโนโลยีด้าน Storage ที่เหนือกว่าผู้ผลิตรายอื่นย่อมจะสร้างความได้เปรียบให้กับ Huawei อย่างแน่นอน
นอกจากนี้ Huawei เองก็ยังมีผลิตภัณฑ์กลุ่ม All Flash Storage อย่าง Huawei OceanStor Dorado V3 ซึ่งการแข่งขันของเหล่าผู้ผลิตเทคโนโลยี All Flash Storage นี้ก็มีอยู่ทั้งในส่วนของ Hardware, Controller, Software และ Cloud ดังนั้นหาก Huawei ต้องการจะขึ้นเป็นผู้นำในตลาดนี้อย่างแท้จริง การลงทุนเพื่อเฟ้นหาเทคโนโลยี Storage ที่ดีที่สุดก็ย่อมเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
การเข้าซื้อกิจการเป็นเรื่องยาก เพราะผู้ผลิตชิปด้าน Storage ในตลาด ถูกควบรวมกิจการกันไปเป็นส่วนมากแล้ว
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ เราได้เห็นการควบรวมกิจการกันมากมายในบรรดาผู้ผลิตชิปกันอย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเป็น Broadcom ที่เกิดจากการรวมตัวกันของ Avago Technologies, Broadcom, Brocade, Emulex และ LSI กับ Marvell Technologies ที่เพิ่งเข้าซื้อกิจการของ Cavium ไปเมื่อปลายปี 2017 ที่ผ่านมา ทำให้ผู้ผลิตชิปสำหรับระบบเครือข่ายและ Storage รายใหญ่นั้นเหลือเพียงไม่กี่เจ้าเท่านั้นในตลาด ด้วยเหตุนี้การเข้าซื้อกิจการของผู้ผลิตชิปนั้นจึงไม่ใช่ทางเลือกที่เหมาะสมกับ Huawei และหากมองว่าที่ผ่านมาคือช่วงเปลี่ยนผ่านของเทคโนโลยีจาก Hard Disk Drive (HDD) สู่ Solid State Drive (SSD) พอดี การลงทุนพัฒนาเทคโนโลยีที่ตอบโจทย์ต่ออนาคตด้วยตนเองนั้นจึงกลายเป็นหนทางที่น่าสนใจมากสำหรับ Huawei ในยามนั้น
การพัฒนาชิปทางด้าน Storage เองทั้งหมด คือยุทธศาสตร์ของ Huawei
แน่นอนว่าเมื่อการเข้าซื้อกิจการมาต่อยอดนั้นไม่ใช่ทางเลือกที่ดี ทาง Huawei จึงตัดสินใจพัฒนาเทคโนโลยีชิปสำหรับระบบ Storage ขึ้นมาเอง โดยต่อยอดจากพื้นฐานของการพัฒนาชิปสำหรับระบบเครือข่ายที่เป็นจุดแข็งของ Huawei มาอย่างยาวนาน วิธีการนี้มีข้อดีกับ Huawei เองด้วยว่าจะทำให้ Huawei สามารถเลือกทิศทางของเทคโนโลยีที่จะนำมาใช้งานได้เร็วกว่าการไปซื้อของผู้ผลิตรายอื่นมาใช้ เช่น ตอนนี้ Huawei สามารถพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อรอรับการมาของ 3D XPoint ที่มีความเร็วสูงกว่า NAND ตั้งแต่ 10 – 1,000 เท่าได้แล้ว เป็นต้น
ทั้งนี้ที่ผ่านมา ทาง Huawei เองก็ได้เริ่มมีการพัฒนาชิปสำหรับระบบ Storage ของตนเองอย่าง Huawei OceanStor Dorado V3 ให้รองรับ IOPS ได้สูงถึง 4 ล้าน IOPS พร้อมทั้งมี Latency ที่ต่ำเพียง 0.5 ms เท่านั้น โดยภายในได้มีการปรับปรุงการประมวลผลด้วยกัน 3 ส่วนหลักๆ จนส่งผลให้มีประสิทธิภาพการทำงานของ SSD เร็วขึ้นถึง 200% ดังนี้
1. พัฒนาชิปประมวลผลสำหรับ Storage Protocol โดยเฉพาะ
ในส่วนของ Host Interface สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ Storage เข้ากับ Server นั้น ทาง Huawei เองก็ต้องทำการพัฒนาชิปของตัวเองเพื่อให้ Storage สามารถเชื่อมต่อไปยัง Server ได้ด้วย Protocol ที่หลากหลาย ซึ่งทาง Huawei นั้นก็ได้ทำการออกแบบเทคโนโลยีที่มีชื่อว่า Huawei SmartIO Card ที่การ์ดเพียงใบเดียวสามารถรองรับการเชื่อมต่อได้ทุก Protocol ดังนี้
- 10GbE: FCoE/iSCSI/iWARP/CIFS/NFS
- 8/16Gbps Fibre Channel
การเชื่อมต่อ Protocol เหล่านี้ไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนการ์ด Host Interface เพียงอย่างใด แค่เลือก Optical Module ที่ต้องการใช้มาติดตั้งก็สามารถใช้งานได้ทันที ทำให้สามารถลดความซับซ้อนในการเดินสายภายใน Data Center ได้ถึง 1/3 และลดความซับซ้อนในการออกแบบการ์ดลงได้ถึง 75% เลยทีเดียว
นอกจากนี้ทาง Huawei ยังได้เน้นถึงจุดเด่นในการรองรับเทคโนโลยี Remote Directory Memory Access (RDMA) ที่ถูกใช้ในการเชื่อมต่อระหว่าง Storage Controller เข้าด้วยกันเอง ว่าจะทำให้ลด Latency ลงไปได้กว่า 60% เมื่อเทียบประสิทธิภาพกับ TCP/IP บน 10GbE จึงทำให้การเพิ่มขยายระบบแบบ Scale-out นั้นเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น
ในขณะเดียวกัน ชิปของ Huawei เองก็ยังถูกพัฒนาให้รองรับการทำ QoS และการทำ TCP Congestion Avoidance ได้ในตัวจากการนำประสบการณ์การพัฒนาชิปสำหรับอุปกรณ์เครือข่ายเข้ามาเสริม ด้วยการนำเทคนิคอย่างเช่นการตรวจสอบ RTT Latency แบบ Real-time, การตรวจสอบ Packet Loss Rate, การทำ ECN และข้อมูลอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในระบบเครือข่ายมาใช้ร่วมในการประมวลผล TCP Congestion ก็ทำให้ชิปการประมวลผล Storage Protocol ของ Huawei นี้ยังคงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและจะอยู่ภายใต้สภาพแวดล้อมของระบบเครือข่ายที่มี Traffic หนาแน่นก็ตาม และเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมในการเชื่อมต่อเครือข่ายได้ 65% – 400%
2. พัฒนาชิปเร่งความเร็วการประมวลผล IO
ในยุคของ Flash นี้ หนึ่งในเทคโนโลยีที่จำเป็นมากต่อระบบ All Flash Storage นั้นก็คือเทคโนโลยีการบีบอัดข้อมูลและลดพื้นที่การจัดเก็บข้อมูลลง เพื่อให้อุปกรณ์ Flash หรือ SSD ที่มักมีขนาดเล็กกว่า HDD นั้นยังคงสามารถจัดเก็บข้อมูลปริมาณมากได้ และสามารถทำงานได้อย่างทนทานยิ่งขึ้นไปพร้อมๆ กัน และแน่นอนว่าหากต้องการให้ระบบ Storage สามารถทำการบีบอัดข้อมูลและลดพื้นที่จัดเก็บข้อมูลนี้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ก็ต้องทำการ Offload การประมวลผลเหล่านี้ออกจาก CPU ไปยังชิปประมวลผลเฉพาะทางให้ทำงานแทน
Huawei นั้นได้ทำการพัฒนาชิปเร่งความเร็วการประมวผล IO ในส่วนนี้เพื่อให้การทำ Deduplication, Compression และ Decompression ทำได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องอาศัยทรัพยากรของ CPU เลย และในการทดสอบ Sequential IO นั้นก็พบว่า CPU สามารถทำงานลดลงได้ถึง 24.6% ในขณะที่ IOPS สูงขึ้นถึง 342.4% และ Latency ในการเข้าถึงข้อมูลนั้นก็ลดลงถึง 77.4% ในขณะที่มีการทำ Compression และ Deduplication ไปด้วย
3. พัฒนาชิปสำหรับควบคุมการทำงานของ SSD เอง
สุดท้ายคือการพัฒนาชิปเพื่อควบคุมการทำงานของ SSD ด้วยตนเอง โดย Huawei ได้นำ Cortex-A9 ซึ่งเป็น CPU ตระกูล ARM เข้ามาใช้ เพื่อทำงานร่วมกับ DDR4 RAM และรองรับ Flash Channel ได้มากถึง 18 ช่องด้วยกัน ส่งผลให้ Hardware Flash Translation Layer (FTL) นั้นรองรับประสิทธิภาพได้สูงถึงระดับ 200,000 IOPS นั่นเอง
ความเร็วในระดับนี้เกิดขึ้นได้เพราะ Huawei นั้นเลือกที่จะใช้ Hardware มาทำหน้าที่ในการบริหารจัดการ FTL แทน Software ซึ่งชิปที่ถูกพัฒนาขึ้นมานี้เองก็ได้มีบทบาทตรงนี้ และทำให้ Latency ในการเข้าถึงข้อมูลนั้นลดเหลือเพียงแค่ 40 μs เท่านั้น นับเป็นตัวเลขที่ต่ำกว่าค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรมถึง 20%
ผสานรวมเทคโนโลยีทั้งหมดใน Huawei OceanStor Dorado V3 ระบบ All Flash Storage ความเร็วสูงจาก Huawei
เทคโนโลยีดังกล่าวทั้งหมดนี้ได้ถูกนำมาใช้จริงเป็นส่วนหนึ่งของ Huawei OceanStor Dorado V3 ซึ่งเป็นระบบ Enterprise All Flash Storage ความเร็วสูงจาก Huawei โดยทาง Huawei ได้พัฒนาระบบปฏิบัติการให้สามารถทำงานร่วมกับชิปต่างๆ เหล่านี้ได้เป็นอย่างดี พร้อมทั้งทำการ Optimize ในส่วนต่างๆ เพิ่มเติมจนสามารถรับประกันได้ว่า Latency ของระบบนั้นจะไม่เกิน 0.5 ms ซึ่งการผสานรวมเทคโนโลยีตรงนี้เองก็ถูกตั้งชื่อเอาไว้ว่า Huawei FlashLink
นอกจากนี้ระบบปฏิบัติการของ Huawei OceanStor Dorado V3 ก็ยังได้มีการใช้อัลกอริธึมในการวิเคราะห์ว่าข้อมูลใดมีแนวโน้มจะถูกเรียกไปใช้งานมากน้อยแค่ไหน และทำให้การเข้าถึงข้อมูลมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ลดโอกาสที่จะต้องย้ายข้อมูลลง และยังสามารถลดปริมาณข้อมูลที่ต้องถูกเขียนลงไปได้ถึง 40% และมี Latency ลดลงไปอีกประมาณ 20% ด้วย
Huawei OceanStor Dorado V3 นี้เป็นระบบ All Flash Storage ที่ถูกออกแบบมาสำหรับรองรับ Mission Critical Application โดยเฉพาะ และมีทั้งประสิทธิภาพที่สูง, ความทนทานในระดับสูง และยังเสริมเทคโนโลยีในการลดพื้นที่จัดเก็บข้อมูล เพื่อให้เกิดความคุ้มค่าในการใช้งานสูงขึ้น และเพิ่มอายุการใช้งานของ SSD ทั้งหมดด้วย
ด้วยประสิทธิภาพระดับ 4 ล้าน IOPS และ Latency ที่ต่ำเพียงระดับ 0.5 Millisecond ของ Huawei OceanStor Dorado V3 นี้ก็ทำให้ถือเป็นระบบ SAN Storage ความเร็วสูงที่รองรับ Business Application ขนาดใหญ่ขององค์กรได้เป็นอย่างดี ไม่ว่าจะเป็นระบบ Database, Virtual Desktop หรือ Virtual Machine ก็สามารถตอบโจทย์ได้อย่างครบถ้วน อีกทั้งยังมีความสามารถในการทำ HyperMetro ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมแบบ Active-Active ข้ามสาขาระยะไกลโดยไม่ต้องมี Storage Gateway ที่มี Latency เพียง 1 Millisecond เท่านั้น ก็ทำให้ความทนทานของ Huawei OceanStor Dorado V3 นี้มีค่าสูงถึง 99.9999% เลยทีเดียว
ในแง่ของการเพิ่มขยาย Huawei OceanStor Dorado V3 นี้รองรับการทำ Scale-out ได้สูงสุดถึง 16 Controller รวมกัน และมี Cache รวมกันตั้งแต่ 256GB ไปจนถึง 8,192GB โดยรองรับการเชื่อมต่อผ่านทาง Fibre Channel, iSCSI, InfiniBand เพื่อรองรับระบบ Storage Networking ได้ตามความต้องการของ Application ที่หลากหลาย รองรับการสร้าง LUN ได้มากถึง 16,384 LUN เพื่อเชื่อมต่อกับ Host จำนวน 8,192 เครื่อง
ผู้ที่สนใจสามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Huawei OceanStor Dorado V3 ได้ทันทีที่ http://e.huawei.com/topic/dorado-en/index.html
ติดต่อทีมงาน Huawei ประเทศไทยได้ทันที
ผู้ที่สนใจในเทคโนโลยีด้าน All Flash Storage และ Big Data Analytics จาก Huawei สามารถติดต่อทีมงาน Huawei ประเทศไทยได้ทันทีที่
Huawei Enterprise Business ; Marketing Contact Center
Mobile 095-878-7475 e-mail : Th_enterprise@huawei.com
Follow us on : www.twitter.com/huaweiENTth
www.facebook.com/HuaweiEnterpriseThailand
Website : e.huawei.com/th
from:https://www.techtalkthai.com/behind-all-flash-storage-design-by-huawei/
techfeedthai 