[发明专利]全闪存服务器

说明书

本发明揭示了一种全闪存服务器，包括多核CPU、内存控制器、内存模组、PCIe总线、插接到PCIe总线的闪存控制器模组和可以插接到闪存控制模组的闪存模组，多核CPU通过内存控制器连接内存模组，多核CPU包括多个CPU内核，PCIe总线所述内存控制器连接多核CPU和内存模组，闪存控制器模组包括闪存控制器、连接PCIe总线的第一接口和连接闪存模组的第二接口，闪存模组包括若干闪存颗粒和连接到闪存控制器的第三接口。本发明增加了相同电路板面积下的闪存颗粒数量，而且降低了功耗，当闪存颗粒出现故障或者达到使用寿命后，只需要更换有问题的闪存颗粒，节约了成本，同时，能提高服务器CPU的利用率，减少时延，提高性能。

技术领域

本发明涉及到计算机技术领域，特别是涉及到一种全闪存服务器。

背景技术

对IOPS要求很高、时延要求很低的应用场景，需要高性能企业级存储系统。这类高性能企业级存储系统原先是采用大量2.5吋SAS接口、高转速(10,000或15,000转/分)的HDD和控制器组成的磁盘阵列所构建的SAN存储系统来实现的。在SSD特别是采用NVMe接口的SSD出现后，全部存储介质均采用SSD的全闪存阵列或全闪存服务器正在取代传统的SAN存储系统作为企业级高性能存储系统。

一块SSD由SSD控制器(主控)芯片、作为缓存的DRAM芯片以及NAND闪存颗粒(芯片)等三个部分组成，NAND闪存颗粒是一种非易失性(在断电情况下仍能保持所存储数据信息)半导体存储器，SSD用户的数据全部存储于闪存颗粒里，它是SSD的存储媒介，也是SSD中最容易损坏的部件，特别是TLC闪存颗粒的寿命远远低于SSD控制器芯片和缓存芯片的寿命。

如图1所示，SSD连接到服务器，一方面服务器主机本身就有CPU和作为内存的DRAM，连接到服务器主机上的每一块SSD也有CPU和作为缓存的DRAM。在服务器CPU的路数和内核数越来越多、每台服务器连接的SSD也越来越多的情况下，SSD内部的CPU和DRAM不仅会使得有大量SSD的全闪存服务器的功耗与成本急剧增加，而且由于SSD内部的控制器芯片和DRAM芯片占据了电路板上的空间，使得在相同电路板面积下可以布置的闪存颗粒减少，降低了SSD的存储密度。同时闪存颗粒特别是目前大量使用的TLC闪存颗粒的寿命远低于控制器芯片和DRAM芯片的寿命，在高性能重载全闪存服务器中SSD的闪存颗粒会很快达到其使用寿命，需要频繁更换包括控制器和缓存芯片在内的整块SSD，使得维护成本大大增加。这些问题不仅增加了用户的TCO(总体拥有成本)，也不符合绿色环保的要求。

另一方面，服务器CPU的内核数不断增加，如Intel的铂金8180 CPU为28核，AMD的霄龙7601为32核，高通的Centriq 2460为48核，即便是最低端的服务器CPU如Intel的E3-1230也有4核。在绝大多数情况下，由于负载不均匀、软件和应用无法实现分布式处理以及硬件瓶颈产生的阻塞等原因，不可避免地造成多核服务器CPU中的不少核处于闲置状态，无法有效利用。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种全闪存服务器，增加了相同电路板面积下的闪存颗粒数量，而且降低了功耗，当闪存颗粒出现故障或者达到使用寿命后，只需要更换有问题的闪存颗粒，节约了成本，同时，能提高服务器CPU的利用率，减少时延，提高性能。

本发明提出一种全闪存服务器，包括多核CPU、内存控制器、内存模组、PCIe总线、插接到PCIe总线的闪存控制器模组和可以插接到闪存控制模组的闪存模组，多核CPU通过内存控制器连接内存模组，多核CPU包括多个CPU内核，PCIe总线通过内存控制器连接多核CPU和内存模组，闪存控制器模组包括闪存控制器、连接PCIe总线的第一接口和连接闪存模组的第二接口，闪存模组包括若干闪存颗粒和连接到闪存控制器的第三接口。

进一步地，第一接口为PCIe接口。

进一步地，第二接口为闪存接口，闪存接口支持ToggleDDR和ONFI两种闪存接口标准。