PMC 联合Mellanox推动NVMe over RDMA及P2P的数据传输

9/10/2015,加快数据传输并将CPU及DDR总线的使用效率推到极致是一个好的数据中心架构的评估标准。日前，PMC将其NVRAM技术与高速网卡公司Mellanox联合，共同展示了NVMe over RDMA 以及P2P的高速传输实例，有效将CPU以及DDR总线资源解放出来，并显著地提升了数据传输速度。此次联合演示包含两部分，首先展示了如何将NVMe和RDMA组合起来，在远端大规模提供低延迟、高性能、基于块的NVM访问。第二部分的演示则将Mellanox的RDMA对端发起操作与PMC的Flashtec NVRAM加速卡集成在一起，将内存映射的I/O（MMIO）作为一个RDMA目标，以实现远端大规模的持久性内存访问。下面将逐一作详细介绍：

NVM Express over RDMA

       NVMe over RDMA (NoR) 展示出将NVMe协议延展到RDMA之上的潜在可能。该项演示中共采用了两台电脑，一台作为客户端，另一台则作为服务器——其中配备Mellanox ConnectX-3 Pro NIC，且通过RoCEv2相连。演示中所采用的NVMe设备即为性能极高而延迟极低的PMC Flashtec™ NVRAM 加速卡。下图为该演示的框图。


       此演示显示出，利用RDMA来传送NVMe命令及数据结果带来了微乎其微的额外延迟，且不影响吞吐量。

       对比本地NVMe设备与远端NVMe设备的平均延迟，如下表所示，NoR方案中延迟增加低于10微妙。

      而另外这组数据则对比了本地NVMe设备与远端NVMe设备吞吐量的测试结果。从下表中可以看出，NoR方案中吞吐量并无减少。 


RDMA与PCIe设备之间的点到点传输 

       此项演示中，通过在标准 RDMA之上增加服务器CPU和DRAM的分流，采用对端发起的方式来将远端客户端与一台服务器的NVRAM/NVMe设备直连。我们将Mellanox提供的RoCEv2-capable ConnectX-3 Pro RDMA NIC与PMC的Flashtec NVRAM加速卡组合在一起，实现NIC和NVRAM之间的对端发起操作。对端发起操作可以实现远端客户对NVRAM加速卡的直接访问，相比传统的RDMA流程，可降低延迟，且有效地释放CPU和DRAM资源。 


       同样，该演示采用的两台电脑，一台作为客户端，另一台则作为服务器。利用服务器中的PCIe交换设备可以将对端发起操作的性能大大提升。    

       对比采用传统RDMA和对端发起的RDMA时服务器上可用的后台DRAM带宽，用perftest得出的数据如下：


 下表则对采用传统RDMA和对端发起的RDMA时的平均延迟作出了比较，结果得自于  RDMA mode of fio:


       RDMA以及NVMe两项技术均处于蓬勃上升的阶段，RDMA能提供远距离、大规模的低延迟及高效率的数据移动，而NVMe则能提供对SSD的低延迟访问。将两项技术相结合能实现非凡的性能。

供货情况

       NVRAM对端发起的解决方案包含有Mellanox提供的任意RDMA兼容的HCA以及PMC的Flashtec NVRAM加速卡。与之相辅的还有操作系统的驱动代码（现在Linux上得到支持）以及Mellanox和PMC提供的相关软件。所有实现该项技术所需的代码均可见于 www.pmcs.com/lit。

关于Mellanox

Mellanox是一家提供端到端InfiniBand及以太网互联解决方案并提供服务器与存储相关服务的领军公司。Mellanox的互联解决方案通过提供最高的吞吐量及最低的延迟来提升数据中心的效率。Mellanox提供一系列的高速互联产品：转接卡、交换机、软件、线缆及芯片等，可以为包括高性能计算、企业级数据中心、Web 2.0、云、存储及金融服务等多种多样的市场加速应用的运行，并将其商业收益最大化。更多详情，请访问www.mellanox.com。

关于PMC

PMC（纳斯达克代码: PMCS）是半导体以及软件解决方案的创新领导者，致力于推动网络上大数据的连接、传送以及存储。秉持长久以来累积的技术优势，PMC在存储、光网络以及移动网络领域持续创新。PMC的高集成度解决方案可提升性能，加速网络升级以实现下一代网络服务。详情参见www.pmcs.com。请在微博，微信（PMCChina），以及博客上关注PMC。