存储解决方案所使用的开源构建块是一个复杂的部件组合，很难组装和使用。这种复杂性往往会阻碍这些解决方案的快速开发、评估和部署。为了解决这一问题，Solidigm与Intel、StarWind、存储性能开发工具包 (SPDK）社区，以及其他行业合作伙伴合作开发了一个参考存储平台。该平台将有助于促进全行业的协作，并能够轻松评估和采用目前正在开发的数据放置技术，例如分区命名空间（ZNS，Zoned Namespaces）和灵活数据放置（FDP，Flexible Data Placement）。
该参考平台使用商用服务器，这些服务器搭配由SPDK和云存储加速层（CSAL，Cloud Storage Acceleration Layer）组成的开源软件栈，作为基于主机的闪存转换层（FTL）。本解决方案简介讨论了Solidigm如何使用此参考平台来展示新发布的Solidigm™ D5-P5336 61.44TB四层单元（QLC）SSD的高密度存储所带来的前所未有的总拥有成本（TCO）优势。
参考存储平台的优势
该参考存储平台是一个开放、可扩展的高性能平台，支持硬件和软件供应商快速创新（使用高密度 QLC、基础设施处理器（IPU）和数据放置技术等）。此外，该平台还能让系统集成商和最终客户在完全实施的解决方案界面中无缝评估和采用这些创新技术。平台供应商和独立软件供应商（ISV）可以通过增值创新来扩展开源平台的功能，以创建自己的专有设备和解决方案。
CSAL 可以实现什么？
基于CSAL主机的FTL将Solidigm高密度QLC SSD的使用扩展到混合工作负载。CSAL通过以下四个核心功能来实现这一目标：
1. 写入整形可减少 SSD/DRAM内存占用。Solidigm超密集SSD有助于降低DRAM成本，同时保持TLC读取性能。CSAL为新出现的数据放置接口设计了与间接单元（IU）大小相匹配的写入方式，为混合工作负载带来了TCO优势。
2. 通过池化来提高容量和性能利用率。CSAL支持在多个云应用程序/租户之间共享大型SSD，从而提高容量和性能利用率。
3. RAID可增强数据保护和可靠性。CSAL正在开发一种完全条带化RAID5实施方案，在提高数据保护和可靠性方面，其效率比传统RAID5高2倍。
4. 减少多租户环境中的写入放大。在多租户云环境中，混合数据放置会导致过度写入放大。CSAL正在开发的是数据放置技术的集成。通过优化数据放置、聚合写入和调度输入/输出（I/O）操作，CSAL有助于实现真正的多租户隔离，并有助于提高QLC性能和耐用性。
CSAL的性能与TCO优势
在使用Solidigm QLC SSD的测试平台中，密度的提高带来了显着的TCO优势。例如，在大数据本地磁盘实例第3代节点中，用Solidigm D5-P5316 QLC SSD取代基于硬盘的大数据本地磁盘实例第2代（D2C）本地磁盘存储节点，前者的性能和密度是后者的两倍。D5-P5336 61.44 TB QLC SSD延续了这一趋势，其密度是D5-P5316的4倍，通过更低的资本支出、更小的数据中心内存占用，以及随后对维护人员及相关设备、布线和电源的需求减少，TCO降低了1/2。
为了客观地评估使用此参考平台的新型最高密度QLC SSD，Solidigm将一个具有10个Solidigm TLC SSD（不含CSAL）的系统与一个使用CSAL的3 SLC SSD+7 QLC SSD配置进行了比较。后一配置使用三个800GB Solidigm第一代SLC SSD和七个61.44TB D5-P5336 SSD作为容量层）。Solidigm使用4KB 70/30读/写工作负载，使100Gbps网络的利用率达到80%。CSAL利用SLC SSD作为缓存/写入缓冲器，从而能够将写入工作负载有效调整为顺序写入。
CSAL架构
这两种配置都能实现所需的网络饱和度。虽然TLC SSD可以提供更高的原始性能，但网络瓶颈会导致剩余带宽无法利用，这从本质上造成两种配置提供相同的性能（见表1）。
表1.CSAL测试结果比较
Solidigm开发了一个内部模型来量化D5-P5336 QLC SSD密度的TCO优势。表2中的高级比较表明，相比TLC配置，D5-P5336 QLC SSD可以提供相同的性能，而TCO却降低了35%。
表2.CSAL TCO比较
结语
CSAL软件是开源的，解决方案架构不局限于任何特定的硬件架构，可以部署在包括 Intel、AMD、ARM、IPU/DPU、GPU 等在内的各种服务器架构上。Solidigm邀请平台供应商和最终用户在其设备和解决方案实施中使用参考存储平台。整个存储行业的创新者都可以使用该参考平台并在此基础上进行构建，从而确保提供一个强大的平台来展示、评估并加速采用新的存储解决方案。
