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EMC VMAX虚拟矩阵:RapidIO还是内存带宽?

  EMCWorld 2012已经过去一周,终于能够有时间静下心来,把来自各方面的信息和我们脑子中的理解沉淀一下。在这里笔者不想对整个大会做一个综述性的回顾,而是想从自己当时来不及整理的观点中,挑主要的方面进行讨论,与大家交流分享。

  6月6日(文/黄亮)在本次大会之前的《EMC World 2012展望:XtermIO、雷电和VMAX》一文中,笔者已经对EMC高端存储系统新品VMAX 40K在虚拟矩阵方面的增强做过简单的分析。诚然以我的从业经验,没有亲手使用过高端阵列,也没有实际拆解过它们的控制器。从某种角度来说,我可能没有资格对EMCSymmetrix这种级别的产品“指手划脚”?

  记得数年前,笔者曾在某部队用户的机房里见到3个并排放置的满配EMC存储机柜,当时没有仔细查看里面具体设备的型号(也不太方便),因为我当时是去安装调试HP服务器。不过另一方面,EMC自VMAX开始在高端产品的控制器中使用服务器的硬件平台,这个对于我来说倒不是外行。

  无论专业与否,本文中笔者只是想提出自己的疑问,然后尝试着去解释它们。当然结论是开放式的,欢迎读者提出不同的意见,进一步与我们交流。

  接下来的讨论可能有些偏技术细节,您也可以直接点击本文第二页“全局 vs.分布式内存、紧耦合还是松耦合?”来查看我们的得出结论。

  上图已经在我们的EMC World 2012系列报道中出现了不止一次,笔者在这里先埋一个伏笔:

  左边VMAX 20K(即2009年最早发布的VMAX)的PCIe Gen1(一代)是否存在不妥?其控制器引擎使用的Xeon(至强)5400平台应该支持PCIe Gen2,那么EMC在这里出现了笔误吗?对此我在最初翻译国外的新闻时也注意到了,当时由于时间所限来不及多想,那么读者将会在本文中看到答案。

  笔者在去年VMAXe(即今天的VMAX 10K,20K的精简版)推出不久时写的评论中出示过上图,来自我的朋友——业内大作《大线》一书的作者张冬。“集群节点互联带宽10GB/s”指的是VMAX 20K引擎中每个Director提供的2条虚拟矩阵接口(RapidIO)A和B具备5GB/s的带宽(一共还是冗余?)。前面我们看到VMAX 40K的50GB/s,我的第一感觉是:这意味着5倍的提升吗?两个数字之间有可比性吗?

  如果说这个图片的来源可能不是官方的话,我们还在VMAX的资料中看到过以下内容:

  “整个架构的全局内存读写和Director之间的系统内部互连聚合带宽为80GB/s”——对应8个引擎一共16个Director。

  在当初VMAX的文档中,笔者曾认为80GB/s这个数字比较靠谱,如今VMAX 40K的400GB/s乍一看也是它的5倍。不过EMC现在可没说虚拟矩阵互连带宽提高5倍,因为虚拟矩阵(RapidIO连接)的数量只是从2个增加到4个。

  进一步查看EMC的文档,我们注意到关于VMAX(20K)的虚拟矩阵带宽似乎有两种说法?

  上图中针对VMAX(20K)的24GB/s和192GB/s这两个数字,显然与笔者刚刚列出的10GB/s和80GB/s不符,倒是和前面VMAX 40K对应的文档相比,新产品的带宽大致提升了一倍。

  尽管虚拟矩阵与RapidIO互联带宽“对不上号”,不过24GB/s似乎与VMAX(20K)引擎示意图中2个节点的内存带宽之和恰好一致,这只是个巧合吗?

  Intel Xeon 5400服务器/工作站平台芯片组示意图(红圈部分就是我们接下来要讨论的)

  看来上文在EMC资料中列出的VMAX 20K是PCIe Gen1,应该就是这个原因。联想到当年的硬件平台,Intel 5400只是在5000X/P基础上的一款升级产品,并不像Xeon 5500那样有大的架构改动。

  为了进一步印证自己的判断,我们找出了当年Xeon 5400平台刚发布时撰文曾使用过的资料。首先是17-21GB/s(533-667)的内存带宽,这是在四通道全缓冲内存(Fully Buffer DIMM)的情况下。其实5400B版本还能够支持FBD DDR2 800MHz的内存频率(5400A不支持),对应内存带宽可达25.6GB/s。那么上文中VMAX(20K)引擎示意图中的12GB/s又指的是什么呢?

  在讨论内存带宽的同时,我们还要考虑前端总线(FSB),这个在Xeon 5500及之后整合内存控制器的CPU中已经不存在的概念。Intel的Xeon 5000系列芯片组(包括用于服务器的5000P、V和用于工作站的5000X)以及增强的5400采用了两条FSB的设计,而之前的SMP多处理器平台都是共享前端总线MT/s和内存总线bit,对应的FSB带宽为8.5GB/s和10.6GB/s。5400B最高可支持1600MHz的高端Xeon 5200/5400 CPU,FBD DDR2-800内存就是为了搭配它,此时前端总线GB/s,也就是单个处理器访问内存的最大带宽。

  最后一个数字就比较接近VMAX 20K中的每个Director 12GB/s了。可能有人觉得2颗CPU同时访问内存时的带宽会超过这一水平?从理论上说确实如此,但在实际应用中,每一个CPU分别并发访问不同内存页面地址中数据的情况有多少?或许EMC认为这个数值相对实际一些吧。

  还有一点不得不指出,VMAX 20K引擎使用的四核Xeon CPU主频为2.33GHz,如果对应Intel产品线MHz FSB的线GB/s恐怕就只是一个理想(理论)中的数字了?写到这里,可以说从前一张图片开始的一段话进入了技术细节的讨论。当然如果只是为了2009年发布的VMAX(20K)我们显然不会下这么大功夫,因为接下来要以此为基础来看VMAX 40K。

  需要说明的是,上图中的CPU是Xeon 5500而不是5600,笔者没有花太多功夫去找后来的资料,而是使用了手头早期的。因为Xeon 5600在5500基础上的改动相对不大,功能上主要是增加了6核,L3 Cache由8MB提升到12MB,其它方面如QPI连接速率以及芯片组主板平台都是沿用上一代的。

  ,支持1333、1066和800MHz内存频率,根据每通道安装的内存数量而定。那么根据VMAX 40K每个引擎最大256GB缓存内存(单一Director控制器128GB),按今天的情况有可能是8条16GB或者16条8GB?如果按照1066MHz的频率来计算,此时每个处理器的理论内存带宽正好是25GB/s。另外一个CPU还能够通过QPI连接访问另一个CPU控制的内存,这里QPI的的理论带宽也是25.6GB/s。每个Director 25GB/s内存带宽,又对应上了EMC资料中一组VMAX 40K引擎50GB/s的虚拟矩阵带宽。至此我们基本能够证明:VMAX 20K和40K那个192GB/s和400GB/s的

  呢?联想到一位业内资深人士在EMC World 2012之后吐槽中的一句话——“EMC公布的性能指标,在实际应用中能达到10%就不错了”,当然这个评论可能不够全面,每家厂商的市场宣传中也都或多或少会有类似的“水分”,但却引发了笔者进一步思考VMAX等高端存储互连效率的兴趣...接下页:

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