計算型存儲其實是有計算能力的SSD
計算型存儲（Computational storage）是一股新的發展趨勢，什麼是計算型存儲呢？所謂計算型存儲指的是一些數據處理的任務交給存儲層來做，而不是把數據挪到主內存裏用host的CPU來處理。
計算型存儲背後反映出，人們對於將數據從存儲的地方遷移到計算的地方時的考慮，這一過程耗費時間，效率比較低。在AI和數據分析領域，數據量都非常大，這時，將數據從產生的地方遷移的話，產生的延遲對於延遲敏感型應用來說是不可接受的。
每當新的趨勢出現，各種創新創業公司都會冒出來，沿著不同的技術路線開發不同的技術方案，計算型存儲與許多新型的技術門類一樣，也缺少一些標準。
為此，SNIA專門成立了一個專門面向計算型存儲的技術工作組，該工作組由NGD和SK Hynix共同主持，有20多家公司參與其中。
451 Research的一份報告上簡要介紹了計算型存儲，近日這份報告還將出現在SNIA的官網上。
Blocks & Files 網站上也能看到這份報告，這裡簡要介紹幾個創新公司吧。
NGD Systems
NGD通過將ARM Cortex-A53處理器集成到NVMe SSD控制器，這種簡單方式來實現現場數據處理。
數據仍然需要從NAND快閃記憶體晶元移動到處理器，但這是通過使用一個通用快閃記憶體介面（CFI）完成的，該介面的帶寬是主機介面的三到六倍。
這種做法的優勢在於，處理器運行著一個標準的操作系統（比如Ubuntu Linux），這就意味著Ubuntu上運行的任何軟體都能用於現場計算，NGD的硬碟本身在這裡可以當成標準的SSD來用。
NGD沒有具體說性能有多大提升，只是說，相對於上一代硬體，將圖像識別速度提高了兩個數量級，Hadoop的數據處理效率提高了40%以上。
三星Samsung
三星於2018年10月宣佈推出SmartSSD，三星將其描述為智能子系統，而不是存儲設備，這是一套裝載了多個SmartSSD的伺服器，這一做法其實類似於計算集羣。
每個智能固態硬碟都基於三星的3D V-NAND TLC快閃記憶體做存儲部分，加上帶有ARM的賽靈思Zynq FPGA作為計算單元。三星的Smart SSD主要面向兩種工作負載：一方面是數據分析，一方面是存儲相關的事務，比如數據壓縮、重複數據消除和加密什麼的。
跟NGD不一樣的是，SmartSSD不能運行標準的軟體，三星和賽靈思聯合開發了一個runtime庫來運行一些軟體。
據瞭解，這些設備目前正在超大規矩數據中心用戶和存儲系統廠商進行測試。
開發數據分析和機器學習的那個Bigstream展示了使用三星SmartSSD運行Apache Spark的demo，性能提升了三倍到五倍。
ScaleFlux
Scaleflux的CSS固態盤也把數據存儲與數據處理結合起來了。目前在售的CSS 1000系列PCIe卡或U.2盤有2TB-8TB容量，第三代產品將於今年晚些時候問世。
每個CSS固態盤也都是基於賽靈思的FPGA來做的，FPGA負責處理數據，同時又扮演快閃記憶體控制器的角色。CSS固態盤首先通過ScaleFlux軟體模塊集成到主機伺服器和存儲環境中，然後，還能通過軟體模塊中公開的API來訪問計算功能。
另外，原來在SSD控制器裏的FTL拿了出來，放到了軟體模塊裡面。這意味著會佔用一部分的主機的CPU資源，但ScaleFlux認為，作為系統軟體來運行有其固有優勢，比如可以進行一些優化來適應特定的工作負載什麼的。
遺憾的是，將數據處理從伺服器遷移到CSS固態盤需要改代碼，不過ScaleFlux提供現成的代碼包來加速應用程序遷移，支持Aerospike、Apache HBase、Hadoop和MySQL、OpenZFS文件系統和CEPH存儲系統。
ScaleFlux表示，中國的阿里巴巴就打算用CSS固態盤來加速PolarDB，PolarDB是阿里打造的一款集事務型和分析型於一體的資料庫，據瞭解，為了用這個盤，阿里巴巴自己改了代碼來進行適應，而且用了SacleFlux提供的API。
Eideticom
Eideticom的NoLoad並不常見，這也是一個計算型存儲，外型上是個2.5寸的U.2 NVMe SSD，內部包含賽靈思的FPGA加速器，還有一個小的內存。
Eideticom這套東西的背後主要利用了PCIe匯流排的優勢，PCIe匯流排可以在NoLoad加速器和NVMe SSD存儲之間快速移動數據，很少或根本不牽涉主機CPU。
這樣做的好處在於，由於計算型存儲的計算部分和存儲部分是分離的，所以，計算部分和存儲分部可以獨立擴展。
Eideticom此前一個DEMO顯示，將18塊固態硬碟一共160GB的傳輸速率連到六塊NoLoad上，對硬碟上的數據做壓縮，而CPU的使用率不到5%。
Eideticom表示，一塊NoLoad可以以超過3GB/秒的速度壓縮或解壓縮數據。所以，Eideticom主打的場景是數據壓縮和重複數據刪除，未來還將強化在加速數據分析方面的能力。
Nyriad
這家紐西蘭的公司最初開發這套NSULATE系統的時候，其實是為了給SKA射電望遠鏡處理大規模數據使用的。
NSULATE方案不是硬體產品，而是一個Linux塊設備，是一套高性能的、適用於大規模存儲軟體RAID解決方案，它採用NVIDIA的GPU作為存儲控制器，以深度奇偶校驗計算來執行擦除編碼，實現非常高的數據保護級別。
當然，那麼貴的GPU不能只用來做存儲控制器吧，Nyriad表示GPU還可同時用於其他工作負載，比如機器學習和區塊鏈計算等。
小結
計算型存儲是一種新興技術，有分析師預測這一技術將很快普及開來。
新興工作負載比如機器學習和分析場景需要非常快速的數據訪問能力，計算型存儲應該是一個不錯的解決方案，隨著未來SCM的應用，計算型存儲的能力還將進一步放大。（DOIT編譯）
原文鏈接:欲獲知更多快閃記憶體存儲技術，市場新動態，敬請關注2019年全球快閃記憶體峯會。
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