Kioxia 展示针对 NVMe 硬盘的 RAID 卸载方案
摘要：
在 FMS 2024 大会上，Kioxia 演示了他们提出的适用于企业固态硬盘的新型 RAID 卸载方法的概念验证。这样做的动机非常明确：随着固态硬盘的速度一代比一代快，RAID 阵列在保持（和提升）性能方面遇到了很大问题。
即使在 RAID 操作由专用 RAID 卡处理的情况下，一个简单的写入请求（例如 RAID 5 阵列）也会涉及到对不同驱动器的两次读取和两次写入。在没有硬件加速的情况下，读取的数据需要一路返回 CPU 和主内存进行进一步处理，然后才能进行写入。
Kioxia 建议使用 PCIe 直接内存访问功能和 SSD 控制器的控制器内存缓冲区 (CMB)，以避免将数据上传到 CPU 再返回。所需的奇偶校验计算由固态硬盘控制器内的加速器块完成。
在 Kioxia 的 PoC 实施中，DMA 引擎可以访问整个主机地址空间（包括对等 SSD 的 BAR 映射 CMB），从而可以根据需要从总线上的相邻 SSD 接收和传输数据。Kioxia 指出，与 CPU 上的软件 RAID 相比，他们的卸载 PoC 将 CPU 利用率降低了近 50%，系统 DRAM 利用率降低了 90%。建议的卸载方案还可以处理擦除操作，而无需占用主机 CPU 周期来完成奇偶校验计算任务。
Kioxia 已经着手为 NVM Express 工作组贡献这些功能。如果被采纳，建议的卸载方案将成为标准的一部分，可以在多个固态硬盘供应商中广泛使用。
