从 SAS 到 NVMe，换个底盘就完儿事了？
从 SAS 过渡到 NVMe，看起来很容易，是不是更换个底盘就完了？这里面其实挺复杂的。具体怎么个复杂法，笔者将以下面这款产品入手为您介绍。
PowerMax简介
2018 年 5 月 1 日，戴尔易安在戴尔科技全球大会上推出基于全闪存架构的 PowerMax 存储系统，该系统将全面取代之前的 VMAX。这意味着后续戴尔易安高端存储系统将全部是全闪存架构。
PowerMax 存储阵列可以被视为历史悠久的 VMAX 产品家族的继任者，该产品家族的起源可追溯到 1990 年，之前的 VMAX 是 EMC 公司在被戴尔公司收购之前所推出的。
PowerMax 的命名与戴尔易安信服务器产品线的 PowerEdge 相呼应，形成统一的命名风格。PowerMax 内部的控制器也被命名为 PowerBrick（之前是 V-Brick），操作系统命名为 PowerMax 操作系统（之前为 HyperMatrix 操作系统）。
PowerBrick
之前 VMAX 的全闪存版本为 VMAX-AF，而 PowerMax 相比 VMAX 的区别在于：
? 后端由 SAS 体系结构全面替换为基于 PCIE 的 NVMe 体系结构，性能大幅提高。
? 引入机器学习来辅助性能分析、故障检测和日常运维，彰显智能。
? 增加了对重删（Deduplication）的支持，存储空间使用效率提升。
戴尔易安推出了两款 PowerMax 型号，分别为 2000 和 8000。其中 2000 可视为升级版的 VMAX250F， 8000 为升级版 VMAX 950F。PowerMax 使用 SFF8639 连接器的双端口 NVMe SSD，并同时支持 NVMe over Fabrics(NVMe-oF) 协议。
控制器节点 Brick 使用的 CPU 也是沿着 Intel 产品发展路线从 VMAX 250F/950F 的 Broadwells 升级到 Xeon E526xx v4，尽管最大 Core 数 576 没有发生变化，但 IOPS 从 950F 的 670 万上升到 8000 的 1000 万。
PowerMax 2000 能够提供高达 170 万的 IOPS 和 1PB 容量，可以扩展到 2 个 PowerBricks。PowerMax8000 能够传输高达 1000 万的 IOPS 和 4PB 容量，可扩展到 8 个 PowerBricks。
新增加的 Inline 重复数据删除功能，可以与现有的 Inline 压缩一起使用，可高达 5:1 的数据缩减率，支持灵活开关。最大有效容量与 250F 和 950F 的最大（1PB 和 4PB）保持一致，在 10U 的 PowerBrick 中支持从 13TB 开始起配。PowerMax 的机架密度是 VMAX 的 2 倍，能耗降低了 40%。
PowerMax 的运行软件将有两个版本组成：即 Essentials 和 Pro。Essentials 版本提供了 SnapVX，重删和 QoS 等特性，而 Pro 版本提供远程复制、PowerPath 和 SRM。
PowerMax 对 NVMe SCM 的支持将极大地减少阵列的延迟。使用 NVMe 闪存驱动器的 PowerMax 的响应时间比之前的 VMAX 减低 25%，而端到端 NVMe 和 SCM 的组合将使 PowerMax 的响应时间比 VMAX 快 50%。
PowerMax 操作系统使用机器学习、预测分析和模式识别等技术使得存储系统更加智能和自动化。在机器学习方面，PowerMax 操作系统可从设备上收集的性能和相关数据(包括阵列的实时数据)，PowerMax 可以决定哪些数据或数据块可以存储在哪些存储层上，它通过利用超过 4000 万套部署数据集(存储)和 IO 读、写、Get 和 Put 等操作中变得更加智能。
说说从 SAS 到 NVMe 的过度
PowerMax 这次后端从 SAS 完全过渡到 PCI-E，这是个非常大的变化。这个过渡并非升级，而是完全抛弃换新的，一切都是新的。这也意味着之前在 SAS 方面的积累几乎作废。但是有一点可以保留，那就是 Enclosure Management 部分可以重用之前的框架。
如上图所示▲，在 SAS 体系下，SAS Controller 将整个 SAS 后端的一切都隐藏了起来，Host 端看得到的只有 SAS Controller 的地址空间，通过上层驱动一层层识别到后端的 SAS 设备。这种松耦合方式灵活，方便运维。比如 SAS 热插拔等处理都非常方便。
然而过渡到 PCI-E 之后，由于没有了 HBA Controller，所有 PCIE 设备都被直接暴露在地址空间中，热插拔是个很大问题，虽然目前热插拔已经逐步完善，但是仍有不少兼容性等边缘问题存在。
为此，人们自然会有个想法，就是继续使用 HBA 来屏蔽后端的 PCI-E 设备，但是要依然使用 NVMe 协议。所以自然想到了 NVMe-OF。存储系统控制器节点采用比如 40G 以太网卡或者 FC 卡，连接 JBOF 端的以太网 NIC，通过该 Target 端 NIC 识别到一系列 NVMe 硬盘。这个套路与 SAS 基本类似。但是性能一定不如原生 PCI-E，可能会与 SAS4 效果类似。
SAS4 下 x4 PHY 的速度已经可以达到单向 96Gb/s，相比之下，x2 的 PCI-E 通道总速率不过 16Gb/s。而且 SAS4 相比 SAS3 的一个很大提升则是支持基于时分复用的链路复用和全双工（目前仅 Microsemi SAS4 产品支持）。如果把 SAS SSD 的规格做高，配以目前 SCSI Multi-Queue 协议栈，也可以达到不错的性能。
从 SAS 过渡到 NVMe，看起来很容易，是不是更换个底盘就完了？这里面其实挺复杂的。具体怎么个复杂法，笔者将以下面这款产品入手为您介绍。
PowerMax简介
2018 年 5 月 1 日，戴尔易安在戴尔科技全球大会上推出基于全闪存架构的 PowerMax 存储系统，该系统将全面取代之前的 VMAX。这意味着后续戴尔易安高端存储系统将全部是全闪存架构。
PowerMax 存储阵列可以被视为历史悠久的 VMAX 产品家族的继任者，该产品家族的起源可追溯到 1990 年，之前的 VMAX 是 EMC 公司在被戴尔公司收购之前所推出的。
PowerMax 的命名与戴尔易安信服务器产品线的 PowerEdge 相呼应，形成统一的命名风格。PowerMax 内部的控制器也被命名为 PowerBrick（之前是 V-Brick），操作系统命名为 PowerMax 操作系统（之前为 HyperMatrix 操作系统）。
PowerBrick
之前 VMAX 的全闪存版本为 VMAX-AF，而 PowerMax 相比 VMAX 的区别在于：
? 后端由 SAS 体系结构全面替换为基于 PCIE 的 NVMe 体系结构，性能大幅提高。
? 引入机器学习来辅助性能分析、故障检测和日常运维，彰显智能。
? 增加了对重删（Deduplication）的支持，存储空间使用效率提升。
戴尔易安推出了两款 PowerMax 型号，分别为 2000 和 8000。其中 2000 可视为升级版的 VMAX250F， 8000 为升级版 VMAX 950F。PowerMax 使用 SFF8639 连接器的双端口 NVMe SSD，并同时支持 NVMe over Fabrics(NVMe-oF) 协议。
控制器节点 Brick 使用的 CPU 也是沿着 Intel 产品发展路线从 VMAX 250F/950F 的 Broadwells 升级到 Xeon E526xx v4，尽管最大 Core 数 576 没有发生变化，但 IOPS 从 950F 的 670 万上升到 8000 的 1000 万。
PowerMax 2000 能够提供高达 170 万的 IOPS 和 1PB 容量，可以扩展到 2 个 PowerBricks。PowerMax8000 能够传输高达 1000 万的 IOPS 和 4PB 容量，可扩展到 8 个 PowerBricks。
新增加的 Inline 重复数据删除功能，可以与现有的 Inline 压缩一起使用，可高达 5:1 的数据缩减率，支持灵活开关。最大有效容量与 250F 和 950F 的最大（1PB 和 4PB）保持一致，在 10U 的 PowerBrick 中支持从 13TB 开始起配。PowerMax 的机架密度是 VMAX 的 2 倍，能耗降低了 40%。
PowerMax 的运行软件将有两个版本组成：即 Essentials 和 Pro。Essentials 版本提供了 SnapVX，重删和 QoS 等特性，而 Pro 版本提供远程复制、PowerPath 和 SRM。
PowerMax 对 NVMe SCM 的支持将极大地减少阵列的延迟。使用 NVMe 闪存驱动器的 PowerMax 的响应时间比之前的 VMAX 减低 25%，而端到端 NVMe 和 SCM 的组合将使 PowerMax 的响应时间比 VMAX 快 50%。
PowerMax 操作系统使用机器学习、预测分析和模式识别等技术使得存储系统更加智能和自动化。在机器学习方面，PowerMax 操作系统可从设备上收集的性能和相关数据(包括阵列的实时数据)，PowerMax 可以决定哪些数据或数据块可以存储在哪些存储层上，它通过利用超过 4000 万套部署数据集(存储)和 IO 读、写、Get 和 Put 等操作中变得更加智能。
说说从 SAS 到 NVMe 的过度
PowerMax 这次后端从 SAS 完全过渡到 PCI-E，这是个非常大的变化。这个过渡并非升级，而是完全抛弃换新的，一切都是新的。这也意味着之前在 SAS 方面的积累几乎作废。但是有一点可以保留，那就是 Enclosure Management 部分可以重用之前的框架。
如上图所示▲，在 SAS 体系下，SAS Controller 将整个 SAS 后端的一切都隐藏了起来，Host 端看得到的只有 SAS Controller 的地址空间，通过上层驱动一层层识别到后端的 SAS 设备。这种松耦合方式灵活，方便运维。比如 SAS 热插拔等处理都非常方便。
然而过渡到 PCI-E 之后，由于没有了 HBA Controller，所有 PCIE 设备都被直接暴露在地址空间中，热插拔是个很大问题，虽然目前热插拔已经逐步完善，但是仍有不少兼容性等边缘问题存在。
为此，人们自然会有个想法，就是继续使用 HBA 来屏蔽后端的 PCI-E 设备，但是要依然使用 NVMe 协议。所以自然想到了 NVMe-OF。存储系统控制器节点采用比如 40G 以太网卡或者 FC 卡，连接 JBOF 端的以太网 NIC，通过该 Target 端 NIC 识别到一系列 NVMe 硬盘。这个套路与 SAS 基本类似。但是性能一定不如原生 PCI-E，可能会与 SAS4 效果类似。
SAS4 下 x4 PHY 的速度已经可以达到单向 96Gb/s，相比之下，x2 的 PCI-E 通道总速率不过 16Gb/s。而且 SAS4 相比 SAS3 的一个很大提升则是支持基于时分复用的链路复用和全双工（目前仅 Microsemi SAS4 产品支持）。如果把 SAS SSD 的规格做高，配以目前 SCSI Multi-Queue 协议栈，也可以达到不错的性能。