挑戰(zhàn)傳統(tǒng)，打破限制，勇攀高峰，打破常規(guī)者們?cè)趯で箝_創(chuàng)性解決方案的過程中重塑規(guī)則。繼SK海力士品牌短片《誰是打破常規(guī)者》播出后，將推出一系列文章，展示公司在重塑技術(shù)、重新定義行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面采取的各種“打破常規(guī)”的創(chuàng)新舉措。本系列第五篇文章將深入探討企業(yè)如何將虛擬化技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤（eSSD），并對(duì)此進(jìn)行全面詳盡地闡述。

當(dāng)今時(shí)代，人們不難察覺，在觀看流媒體電影時(shí)，即便是在高峰時(shí)段登錄，用戶依然會(huì)感到自己仿佛是唯一一個(gè)在使用該服務(wù)的人。這種現(xiàn)象在一定程度上得益于虛擬化技術(shù)1的卓越表現(xiàn)，該技術(shù)在實(shí)現(xiàn)流媒體平臺(tái)等基于云服務(wù)的穩(wěn)定性能方面，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1虛擬化技術(shù)：一種通過軟件將一臺(tái)物理機(jī)的硬件資源（如服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)）劃分到多臺(tái)虛擬機(jī)的技術(shù)。每臺(tái)虛擬機(jī)均可獨(dú)立運(yùn)行其操作系統(tǒng)，盡管共享同一物理硬件，但仍能像獨(dú)立系統(tǒng)一樣運(yùn)行。

然而，近年來，隨著對(duì)云系統(tǒng)需求的持續(xù)攀升，提供此類服務(wù)的企業(yè)在確保質(zhì)量一致性方面面臨著愈加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。此外，人工智能時(shí)代的到來更是為云環(huán)境增添了層層復(fù)雜性。在這一系列變革中，人們逐漸將目光投向虛擬化技術(shù)的發(fā)展，并積極探索其在服務(wù)器系統(tǒng)及企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤（eSSDs）2中的應(yīng)用，以更有效地滿足客戶日益多樣化的需求。SK海力士在這方面始終處于行業(yè)前沿，將其卓越的虛擬化技術(shù)融入到eSSD產(chǎn)品線中，為用戶提供了對(duì)應(yīng)的解決方案。

2企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(eSSD)：專為數(shù)據(jù)中心和云存儲(chǔ)等企業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的高性能存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器。

本系列第五篇文章將重點(diǎn)介紹SK海力士如何在SSD市場中后來居上，超越競爭對(duì)手，以及如何在eSSD領(lǐng)域應(yīng)用虛擬化技術(shù)。

盡管SK海力士在固態(tài)硬盤（SSD）市場上屬于后來者，但它如何在企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤（eSSD）層面運(yùn)用虛擬化技術(shù)從而超越競爭對(duì)手。

使命：在數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代,

不斷優(yōu)化eSSD的性能

在過去十年中，云服務(wù)的應(yīng)用已擴(kuò)展至文件存儲(chǔ)、銀行業(yè)乃至國防等多個(gè)領(lǐng)域。在線服務(wù)的激增以及近期人工智能熱潮進(jìn)一步推動(dòng)了云環(huán)境的發(fā)展。隨著越來越多用戶訪問各類云資源，數(shù)據(jù)爆炸現(xiàn)象愈發(fā)明顯，同時(shí)也顯著增加了數(shù)據(jù)中心面臨瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)提升整體系統(tǒng)性能的需求日益迫切，包括優(yōu)化和擴(kuò)大虛擬化技術(shù)的應(yīng)用范圍。

虛擬化技術(shù)的起源可以追溯到20世紀(jì)60年代末期，在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的發(fā)展過程中，它發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。通過使用多租戶3系統(tǒng)，可以在單一物理機(jī)器上高效運(yùn)行，虛擬化相較于傳統(tǒng)的單租戶4環(huán)境，顯著提升了硬件資源的利用效率。

3多租戶：一種軟件架構(gòu)，其中應(yīng)用程序或軟件的單個(gè)實(shí)例可為多個(gè)用戶提供服務(wù)，同時(shí)每個(gè)租戶的數(shù)據(jù)保持獨(dú)立。

4單租戶：一種軟件架構(gòu)，一個(gè)應(yīng)用程序或軟件的單個(gè)實(shí)例只服務(wù)于一個(gè)用戶。

通過虛擬化，可以在多租戶環(huán)境中更有效地利用計(jì)算資源

在以往，虛擬化技術(shù)主要集中于服務(wù)器等主機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。而如今，eSSD也亟需虛擬化的支持，以便高效存儲(chǔ)和檢索多個(gè)虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)。此外，隨著越來越多的任務(wù)從主機(jī)系統(tǒng)中卸載，eSSD必須提供卓越的性能、安全性以及服務(wù)質(zhì)量（QoS）5。為滿足這一日益增長的需求，SK海力士期望通過最先進(jìn)的虛擬化技術(shù)來優(yōu)化其 eSSD 產(chǎn)品線。然而，作為SSD市場的新興參與者，公司面臨諸多挑戰(zhàn)，包括缺乏能夠支持輸入/輸出（I/O）虛擬化6的測試環(huán)境。

5服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality of service)：對(duì)于SSD，QoS是指在為讀/寫工作負(fù)載提供服務(wù)時(shí)延遲和輸入/輸出（I/O）性能的一致性和可預(yù)測性。

6輸入/輸出(I/O)虛擬化：通過管理虛擬環(huán)境和物理硬件之間的數(shù)據(jù)流，允許多臺(tái)虛擬機(jī)有效共享 I/O 設(shè)備的技術(shù)，如 SSD。

SK海力士的使命在于，在該領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)尚顯不足的情況下，提升eSSD的性能；同時(shí)借助其廣泛積累的SSD專業(yè)知識(shí)，研發(fā)出具有顛覆性虛擬化技術(shù)的新產(chǎn)品。

利用cSSD的專業(yè)知識(shí)，

靈活地將虛擬化技術(shù)應(yīng)用于eSSD

為了開發(fā)出支持一流虛擬化技術(shù)的eSSD產(chǎn)品，SK海力士對(duì)傳統(tǒng)SSD的研發(fā)方法進(jìn)行了顛覆性的變革。盡管eSSD團(tuán)隊(duì)與消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤（cSSD）7團(tuán)隊(duì)此前各自獨(dú)立運(yùn)作，但在eSSD的開發(fā)過程中，他們卻展開了緊密的合作。對(duì)于cSSD團(tuán)隊(duì)而言，其核心優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)卓越的功耗效率，而eSSD團(tuán)隊(duì)則擁有在性能穩(wěn)定性和優(yōu)化方面深厚的專業(yè)知識(shí)。通過基于共同架構(gòu)所進(jìn)行的協(xié)同努力，這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)得以充分發(fā)揮各自專長，從而確保了頂尖技術(shù)能力的完美融合。

7消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤(cSSDs)：專為 PC、平板電腦和筆記本電腦等消費(fèi)設(shè)備設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)設(shè)備。

SK海力士開發(fā)出具備領(lǐng)先虛擬化技術(shù)的eSSD，以幫助解決數(shù)據(jù)中心的瓶頸問題

這些技術(shù)發(fā)展覆蓋了確保領(lǐng)先的I/O虛擬化技術(shù)和增強(qiáng)PCIe8多物理功能，此項(xiàng)創(chuàng)新顯著降低了虛擬機(jī)管理程序9的開銷。引入ATS功能也同樣是關(guān)鍵，因?yàn)樗ㄟ^卸載地址轉(zhuǎn)換服務(wù)10（管理程序瓶頸的主要原因）極大地提升了系統(tǒng)性能，有效緩解了整個(gè)架構(gòu)中的瓶頸。此外，cSSD中已經(jīng)建立的低功耗特性，如優(yōu)化后的節(jié)流11性能，也為功耗效率帶來了顯著提升。

8PCIe (Peripheral Component Interconnect express)：用于數(shù)字設(shè)備主板上串行結(jié)構(gòu)的高速輸入/輸出接口

9虛擬機(jī)管理程序(Hypervisor)：虛擬機(jī)管理程序也稱為虛擬機(jī)監(jiān)視器(VMM)，它根據(jù)需要將CPU和內(nèi)存等物理計(jì)算資源分配給各個(gè)虛擬機(jī)，支持硬件的最佳使用。

10地址轉(zhuǎn)換服務(wù)(ATS，Address Translation Service)：一種常用于基于硬件的虛擬化機(jī)制，允許PCIe存儲(chǔ)設(shè)備通過輸入/輸出內(nèi)存管理單元(IOMMU)請(qǐng)求內(nèi)存地址轉(zhuǎn)換。ATS通過使設(shè)備能夠緩存地址轉(zhuǎn)換信息，以提高性能，并減少與內(nèi)存訪問相關(guān)的延遲。

11節(jié)流(Throttling)：當(dāng)SSD達(dá)到特定溫度閾值時(shí)，主動(dòng)降低其性能，通常是為了防止過熱和損壞驅(qū)動(dòng)器。

除了eSSD和cSSD團(tuán)隊(duì)之外，其他各個(gè)團(tuán)隊(duì)也積極投身于項(xiàng)目之中，共同協(xié)作以解決面臨的問題。盡管SK海力士在支持I/O虛擬化的測試環(huán)境方面存在不足，但公司通過組建一個(gè)由設(shè)計(jì)、驗(yàn)證及固件團(tuán)隊(duì)構(gòu)成的專門工作小組，成功克服了這一挑戰(zhàn)。該工作小組匯聚了來自不同領(lǐng)域的必要資源與專業(yè)知識(shí)，使得他們能夠迅速搭建起合適的測試環(huán)境。

有了此類資源共享，SK海力士快速適應(yīng)了開發(fā)過程中的各種變化。公司專注于靈活的架構(gòu)設(shè)計(jì)，通過與美國子公司Solidigm的緊密合作，拓寬客戶溝通渠道，敏捷地響應(yīng)開發(fā)方向和客戶需求。這種密切聯(lián)系使得SK海力士能夠?yàn)槊總€(gè)客戶提供量身定制的解決方案。

通過這種協(xié)作、靈活且定制化的方法，SK海力士得以開發(fā)出領(lǐng)先的I/O虛擬化技術(shù)，從而支持穩(wěn)定的多租戶環(huán)境。這意味著，例如在流媒體播放電影時(shí)，一個(gè)用戶的觀影體驗(yàn)不會(huì)因另一個(gè)用戶正在下載影片而受到絲毫影響。

支持虛擬化與多租戶架構(gòu)：

SK海力士為當(dāng)今數(shù)據(jù)中心量身打造的eSSD產(chǎn)品系列

通過采用差異化的開發(fā)策略，SK海力士成功推出了其旗艦級(jí)eSSD產(chǎn)品，如配備先進(jìn)I/O虛擬化技術(shù)的PE9010和PEB110。這些卓越的產(chǎn)品不僅滿足了數(shù)據(jù)中心企業(yè)及云服務(wù)提供商對(duì)性能、安全性與服務(wù)質(zhì)量（QoS）的嚴(yán)格要求，更因其低功耗特性，有效降低了數(shù)據(jù)中心的冷卻成本。

公司的高性能eSSD產(chǎn)品系列可滿足數(shù)據(jù)中心對(duì)功耗、安全性和QoS的要求

現(xiàn)階段，公司的eSSD已成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，目前正被全球領(lǐng)先的技術(shù)公司在云平臺(tái)上廣泛應(yīng)用。這些客戶借助SK海力士的虛擬化技術(shù)，能夠提供性能穩(wěn)定且一致的獨(dú)立服務(wù)，這一特性是多租戶系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)。值得強(qiáng)調(diào)的是，通過將部分虛擬化開銷有效轉(zhuǎn)移至設(shè)備端，這些客戶無需額外擴(kuò)展系統(tǒng)，即可為用戶提供卓越而高質(zhì)量的服務(wù)。

除了提供產(chǎn)品外，SK海力士還積極與客戶進(jìn)行深入溝通，致力于提供超單一SSD選項(xiàng)的綜合解決方案，以滿足他們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)層面的需求。此外，SK海力士始終將對(duì)各種情況做出最高級(jí)別的有效應(yīng)對(duì)作為優(yōu)先考量。因此，盡管SK海力士在SSD市場上起步較晚，但如今客戶已將其視為值得信賴且不可或缺的合作伙伴。公司將繼續(xù)保持與客戶之間的緊密聯(lián)系，確保固件具備靈活性，即便在產(chǎn)品開發(fā)完成之后，也會(huì)積極響應(yīng)并滿足客戶不斷變化的需求。

打破常規(guī)者專訪：

SSD設(shè)計(jì)部，鄭璣朝TL

為了進(jìn)一步了解公司在虛擬化方面的突破性思維，本文采訪了SSD設(shè)計(jì)部的鄭璣朝TL，鄭璣朝TL帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)控制器12的設(shè)計(jì)工作，他詳細(xì)闡述了團(tuán)隊(duì)在開發(fā)eSSD過程中所面臨的諸多挑戰(zhàn)，以及公司所采取的獨(dú)具特色的發(fā)展策略。

12控制器：固態(tài)硬盤（SSD）控制器是SSD的中央處理器，負(fù)責(zé)管理所有操作，包括數(shù)據(jù)讀寫、錯(cuò)誤修正、閃存管理以及性能優(yōu)化。

Q在開發(fā) eSSD 時(shí)，您覺得都面臨了哪些挑戰(zhàn)？

A“第一個(gè)eSSD產(chǎn)品的開發(fā)過程可謂艱辛無比，主要因?yàn)樵诳刂破髟O(shè)計(jì)階段缺乏支持I/O虛擬化的測試環(huán)境。因此，我們面臨著在緊迫時(shí)間內(nèi)完成產(chǎn)品開發(fā)的巨大挑戰(zhàn)。然而，通過與包括設(shè)計(jì)、驗(yàn)證及固件等各相關(guān)部門進(jìn)行早期深入合作，我們成功地克服了這一難關(guān)。

另一個(gè)主要挑戰(zhàn)在于，即便控制器開發(fā)已然完成，新的客戶需求仍可能隨時(shí)出現(xiàn)。為應(yīng)對(duì)這一難題，我們采取了多種策略，包括對(duì)固件進(jìn)行調(diào)整，以確保實(shí)現(xiàn)最佳效果。

這一過程令我深刻領(lǐng)悟到，不同成員與部門之間的協(xié)作所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，遠(yuǎn)比我們想象中更為強(qiáng)大。”

Q在開發(fā) eSSD 時(shí)，您的團(tuán)隊(duì)是如何展現(xiàn)打破常規(guī)的心態(tài)的？

A“在開發(fā)eSSD的過程中，我們采取了一種創(chuàng)新的開發(fā)策略，選擇了一條鮮有人涉足的道路。我們確保能夠靈活而迅速地洞察客戶需求，并通過調(diào)整固件來有效滿足這些需求。

此外，我們也不拘泥于通常對(duì)eSSD和cSSD的刻板印象。我們同時(shí)具備兩種固態(tài)硬盤領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，因此我們致力于這兩者的有機(jī)融合，公正地制定出切實(shí)可行的解決方案，以靈活運(yùn)用任一技術(shù)來滿足客戶的多樣化需求。

通過充分發(fā)揮全公司的專業(yè)智慧，并采取靈活多變的方法，我們對(duì) eSSD 的概念進(jìn)行了重新構(gòu)思，并將其提升至一個(gè)嶄新的高度。”