Tại Hội nghị Yunqi 2023, Alibaba Pingtou Ge đã phát hành chip điều khiển chính SSD đầu tiên Zhenyue 510. Con chip này được tùy chỉnh sâu cho các kịch bản điện toán đám mây và Zhenyue 510 sẽ là chip đầu tiên được triển khai trong các trung tâm dữ liệu Đám mây của Alibaba và có thể được áp dụng cho các kịch bản kinh doanh như AI, giao dịch trực tuyến, phân tích dữ liệu lớn, cơ sở dữ liệu hiệu suất cao và bộ lưu trữ được xác định bằng phần mềm. Vậy chính xác Zhenyue 510 là gì?
Zhenyue 510
Zhenyue 510 tích hợp một số công nghệ tiên tiến, sử dụng kiến trúc chip tự phát triển của Pingtouge và kiến trúc RISC-V, hệ thống CPU đa nhân Xuântie 910, tích hợp một số lượng lớn mô-đun tăng tốc phần cứng tự phát triển, cân bằng hiệu quả hiệu suất và mức tiêu thụ điện năng; về bộ nhớ và giao diện, nó hỗ trợ các công nghệ DDR5 và PCIe5.0 hàng đầu trong ngành, cải thiện đáng kể tốc độ truyền dữ liệu của chip; về độ tin cậy, tỷ lệ lỗi bit giảm đáng kể thông qua các thuật toán sửa lỗi LDPC và thuật toán dự đoán điện áp trung thế tự phát triển.
Con chip này cũng được tối ưu hóa sâu sắc cho các kịch bản điện toán đám mây. Con chip tích hợp và phối hợp chặt chẽ với hệ thống phần mềm lưu trữ đám mây giúp giảm độ trễ khi đọc và ghi dữ liệu một cách hiệu quả, mang lại hiệu suất cao hơn cho hệ thống. Ví dụ: Zhenyue 510 không chỉ hỗ trợ cơ chế lập lịch cấp hàng đợi của NVMe mà còn triển khai cơ chế lập lịch cấp IO tinh tế và linh hoạt hơn. Kết hợp với hệ thống lưu trữ đám mây, nó có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu của các tình huống IO nhạy cảm với độ trễ.
Nói một cách đơn giản, Zhenyue 510 đã đạt được 4 chỉ số chính: TAGPH 66
đạt 3400KIOPS về khả năng xử lý IO;
đạt độ trễ thực thi 4usIO về độ trễ;
Về độ tin cậy, tỷ lệ lỗi bit thấp tới 10^-18;
Về mặt tiết kiệm năng lượng, nó có thể cung cấp 420K pen I trên mỗi watt điện năng tiêu thụ O truy cập, lấy một trung tâm dữ liệu với 100.000 ổ SSD được triển khai làm ví dụ, so với SSD PCIe4.0 phổ thông hiện nay, Zhenyue 510 có thể tiết kiệm 2,6 triệu kilowatt giờ điện mỗi năm với hiệu suất tương đương với chỉ riêng chip điều khiển chính.
So sánh với Intel Optane P5800X
Mặc dù dòng P5800X cấp trung tâm dữ liệu Intel® Optane™ đã được ra mắt sau 202 năm và đây là ổ cứng thể rắn PCIe4.0 nhưng vì các ổ đĩa thể rắn thông thường chỉ sử dụng bộ nhớ flash NAND làm phương tiện lưu trữ nên dòng Optane sử dụng 3DXPoint làm phương tiện lưu trữ, điều này có thể tăng đáng kể băng thông đọc và ghi cũng như giảm độ trễ so với SSD NAND truyền thống. Vì vậy, P5800X đã trở thành “trần nhà” của ngành một thời gian.
Về mặt thông số cụ thể, dòng SSD Intel Optane P5800X có thể đạt được hiệu suất cao hơn bảng thông số kỹ thuật với khối lượng công việc hỗn hợp ngẫu nhiên 70/30 - lên tới 2 triệu IOPS.
Độ trễ nhanh nhất có thể dưới 5us và tỷ lệ lỗi bit về độ tin cậy thấp tới 10^-17. Nói cách khác, Zhenyue 510 rõ ràng vượt trội hơn P5800X về khả năng xử lý IO (Zhenyue 510 là 3400KIOPS và P5800X là 2000KIOPS). Về độ trễ, nó đã đạt tới mức P5800X (Zhenyue 510 là 4us và P5800X là 5us). Về tỷ lệ lỗi bit, mặc dù tỷ lệ lỗi bit của nhiều ổ đĩa thể rắn cấp doanh nghiệp như P5800X chỉ thấp tới 10^-17 nhưng được coi là rất đủ. Nhưng Zhenyue 510 còn tiến xa hơn một bước và đạt được 10^-18.
So sánh với các ổ đĩa/ổ đĩa thể rắn PCIe5.0 khác
Hầu hết các ổ đĩa/ổ đĩa thể rắn PCIe5.0 hiện có trên thị trường đều có khả năng xử lý IO dưới 3000KIOPS.
Về mặt điều khiển chính, chẳng hạn như IG5669 của Intron Technology và FlashtecNVMe4016 của Microchip, công suất xử lý IO đã đạt tới 3000KIOPS, được coi là sản phẩm điều khiển chính xuất sắc trong ngành.
Đối với các ổ đĩa thể rắn như dòng PBlaze77940 và dòng Poseidon 5 của Dapuwei, dung lượng xử lý IO đã đạt 2800KIOPS, được coi là mức xuất sắc cấp doanh nghiệp sản phẩm ổ đĩa thể rắn trong ngành.
Kết luận
Từ góc độ các thông số kỹ thuật, khả năng xử lý IO của Zhenyue 510 cao hơn so với các ổ cứng thể rắn cấp doanh nghiệp thông thường trên thị trường. Về độ trễ thực thi IO, nó cũng tốt hơn so với các ổ cứng thể rắn cấp doanh nghiệp thông thường trên thị trường và chỉ có dòng Optane là tương tự. Về tỷ lệ lỗi bit, nó cũng vượt xa các ổ đĩa thể rắn cấp doanh nghiệp thông thường.
Nói một cách đơn giản, Zhenyue 510 là chip điều khiển chính được tùy chỉnh sâu và tối ưu hóa cho các tình huống lưu trữ đám mây. Nó có thể đạt được hiệu suất cao nhất, độ trễ ổn định dưới tải phức tạp, TCO tốt hơn và mật độ lưu trữ cao hơn.