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EcoRAM性能超越能否取代DRAM

丛秋波?? EDN China副主编?? 2008年10月14日 ?? 收藏0

  EDN博客精华文章??作者:congqiubo

  Internet服务给人们带来的影响是深远的,有关专家预测,Internet数据中心的数据增长速度呈现毫无终止增长的迹象,甚至比摩尔定律预计的还要快。这样的数据增长速度,同时也给数据中心带来诸多潜在的问题。例如,当前大多数数据中心的服务器架构都是在互联网诞生之前设计的、利用率低下的“堆架式”服务器浪费能源,形成了很高的成本。在工作状态时,有许多的CPU都是处于待机状态。其主要原因是,Internet需求的是以数据为中心,而不是以计算为中心,面对这样的难题,如何解决?

  数据中心能源消耗的无限增长

  众所周知,数据中心是个能耗大户,而且耗电量仍在急剧增长。这是因为,为满足网络浏览、线上交易和其他网络应用的需求,今后互联网数据中心服务器增建和扩容的速度还会更快。包括雅虎、微软和谷歌在内的互联网公司正在不断增加IT设备的投资和服务器的数量。据有关数据统计,全球数据中心用电量在2000年至2005年间就已翻了一番,从每年710亿千瓦(kWh/yr)上升到超过1500亿千瓦(kWh/yr),其中美国和欧洲约占总量的2/3。若这一趋势持续下去,数据中心用电量将会继续快速增长,而且亚洲的增长速度近年内有超过世界其他地区的迹象。

  数据中心的节能可在多个层面上解决,不过,最大的改变莫过于IT设备本身。对于服务器来说,处理器和内存共消耗总电量的60%~70%,其中DRAM(动态随机访问存储器)是仅次于处理器的第二大能量消耗者。内存的需求日益增长,数据中心的规模也在不断扩大。因此,能有新型的存储产品能替代DRAM,这对于降低能耗而言是至关重要的。

  实践证明用固态硬盘取代传统硬盘能降低能耗。Spansion公司在这个理念上就领先了一步,该公司采用刚刚推出的Spansion EcoRAM的全新存储产品和Virident公司的GreenGateway技术,旨在通过取代数据中心服务器中极其耗电的DRAM,来解决日益加剧的互联网数据中心能耗危机。通过增加服务器内存,数据中心可部署更少的服务器,从而降低能耗,并降低数据中心的总体拥有成本。

  Spansion总裁兼首席执行官Bertrand Cambou就表示过:“利用Spansion EcoRAM和Virident的GreenGateway技术,我们将有可能将全球互联网数据中心服务器的能耗降低75%,进而减少互联网公司的总体拥有成本(TCO)。

  性能超越DRAM

  以往,互联网数据中心服务器通过采用双列直插内存模块(Dual-in-line Memory Modules,DIMM)式DRAM实现虚拟即时读取数据。另外这些系统还利用传统的硬盘进行深度内容存储,例如低等级的信息查找。DRAM可提供快速数据存取,但能耗极大。除此之外,由于DIMM的电能限制以及有限的DIMM插槽,单个服务器中的DRAM数量也受限制,于是只能通过增加数据中心的服务器总数,以满足不断急剧增长的即时读取数据、同时扩增容量的需求。

  由于要求通过高性能随机读取实现虚拟即时数据读取,互联网数据中心服务器无法使用随机读取性能仅为DRAM 1/800的NAND闪存。硬盘驱动器,甚至是固态存储硬盘(SSD),都不支持所需的随机读取性能。

  对于传统的NOR闪存来说,近几年在不断超越DRAM,制程节点更小,能耗也更低,但写入性能和容量比业内要求则低一些。

  Spansion EcoRAM产品优于目前可用的各种存储产品,具有类似DRAM的读取性能,并有能力将容量扩展至具有相同功率电路的传统DRAM解决方案DIMM的8倍至16倍。EcoRAM产品对数据中心解决方案应用还具有以下明显的潜在优势:

  • 读取性能符合快速随机存取的要求;
  • 能耗只有DRAM的1/8;
  • 可靠性是DRAM的10倍;
  • 裸片容量比传统的浮动门NOR高两至四倍;
  • 写入性能比传统的NOR闪存快两至十倍。

  Spansion EcoRAM的功耗远小于DRAM,并充分利用了MirrorBit Eclipse架构提供的快速读写性能,从而使单个DIMM存储量飙升至原来的八倍,这也就是说,仅用一台基于Spansion EcoRAM的服务器就可取代原先四台基于DRAM的传统服务器。去年,Spansion推出的MirrorBit Eclipse架构,该架构将MirrorBit NOR和ORNAND集成于一个裸片上,经特别设计,使EcoRAM具有更小的单元尺寸并提供更高的裸片容量,拥有针对此类应用的高读写性能和高容量。

  凭借Spansion EcoRAM及Virident公司的 GreenGateway,Spansion与Virident找到了对存储子系统进行重新架构的方法,因而它与现有服务器设计完全兼容。实现这一点,主要利用了标准存储DIMM模块,同时对平台进行了改进。完整解决方案将帮助IT互联网数据中心经理突破单一DRAM服务器的限制,在不增加功耗的同时,将数据中心存储量提升至原有的四倍,使互联网数据中心服务器的能耗大幅下降75%(见图1)。

Spansion EcoRAM的能耗只有DRAM的1/8


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EcoRAM? DRAM? 服务器?

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