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創新平台/SOFA新技術 效能增十倍

2020-10-22 03:26經濟日報 李珣瑛

創新都是被逼出來的,不管是對自我的要求,還是來自解決問題的需要,在AI人工智慧與5G等存取需求很高的應用下,工研院團隊想要開發效能更好的硬碟儲存技術,「全快閃儲存陣列管理技術」(Software Orchestrated Flash Array ,SOFA)就在不斷的自我要求下淬鍊出來。

根據市調機構IDC預估,全球固態硬碟市場規模預計將從2019年的230億美元,至2023年達到447億美元,看好固態硬碟較傳統硬碟具有體積小、存取效率高、低噪音等特點,發展可期。

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工研院團隊在一次實驗中發現,固態硬碟若以「循序寫入」的方式做操作,效能較「隨機寫入」的存取速度來得快,讓固態硬碟的整體存取效能有所突破、好上加好。

團隊經歷了一年多的研發與反覆調整,「全快閃儲存陣列管理技術」被開發了出來。工研院資訊與通訊研究所組長江滄明表示,透過這套軟體,將所有的寫入資料都轉為「循序寫入」,減少寫入時的耗損,提升寫入速度。同時,由於固態硬碟有寫入次數的限制,超過一定次數,就只能讀取不能寫入。

工研院團隊透過循序寫入的設計,讓資料量平均的分配到所有固態硬碟,不再像「隨機寫入」時會發生有的使用次數很低,有的部分使用次數很高到達限制而不能再寫入,這樣的新作法讓固態硬碟使用壽命延長兩倍。

完成了這樣的軟體管理架構,但效能卻無法如預期幅度的提升。原來系統效能表現其實與電腦整體的運作效率息息相關,在電腦運算時例如網路卡、網路裝置介面、主機匯流排配接器(HBA)等在運作時都會瓜分中央處理器(CPU)的資源,因此如何妥善的管理CPU 作最佳的資源分配,以發揮整體運作上的最大效能,就變得很重要。

團隊因此回到電腦運作的基本面,開發獨家的動態資源配置系統,將整個系統需要使用的CPU核心做最佳運算配置,且綁定在相關的處理程序上,藉以發揮整體運作上的最大效能。

透過動態資源配置技術的加值,讓「全快閃儲存陣列管理技術」突破現有固態硬碟陣列處理上效能與壽命瓶頸,效能上較現有的磁碟陣列(RAID-5)技術提升十倍效能,使用壽命延長兩倍,整體運作能達到每秒100萬次輸出入(IOPS),效能獨步全球,是下世代發展AI人工智慧、企業雲端儲存、線上交易處理、線上遊戲等的最佳方案。

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