PBlaze5 920系列特性——可变Sector Size管理（上）

这是一条nvmecli的format命令，需要指出的是这条命令会打开PBlaze5 系列NVMe SSD端到端数据保护功能。当下，端到端数据保护技术已经是PBlaze5 910/916及最新发布的PBlaze5 920系列中成熟的数据保护技术，并且Memblaze实现了不同大小的sector 和元数据组合方案（Variable Sector Size Management，下文简称“VSS”），可以根据客户的业务需求设计最优化配置。

之前，我们侧重于端到端数据保护技术的原理介绍，比如《企业级的数据链路保护是什么？》,这篇我们主要通过实验和命令，解读PBlaze5 920系列NVMe SSD的端到端数据保护方案的实现和验证。

 

为什么要用端到端数据保护？

Host正确无误的将一个a写到NAND上，并在需要的时候将a正确的读出来，这件事看似基础，并且十分必要（显然只有读上来的是正确数据才有价值）。但是对于SSD而言却有很多挑战，SSD的软硬件缺陷、温度乃至一些射线等不确定因素都可能会导致出错。

有些错误通过LDPC等纠错机制就可以发现和纠正，但是也有极少数错误不能通过这些常规的机制检测出来，被称为静默错误（Silent Data Error），这部分错误虽然极少但是对于金融、医疗等行业用户的众多核心业务系统来说是无法容忍的，而消除静默错误带来的风险就需要依靠端到端数据保护技术。

端到端数据保护的关键就在于PI（Protection Information）作为元数据时的传输与校验，元数据有DIF和DIX两种方式，经过T10组织的相关工作已经实现了标准化。简单来说，DIF即元数据与用户数据（LBA Data）连续存放；而 DIX格式则是元数据与用户数据单独存放；根据应用场景的需求，设计解决方案时可以适配DIX或DIF格式。（本文中提到的元数据主要指端到端数据保护的PI信息。）

                                                                                     DIF和DIX元数据原理图

DIF/DIX等几个基本概念解释到这，下如何判断一块盘是否具有端到端数据保护功能。本文的测试环境如下: 

NVMe SSD设备：PBlaze5 D926 NVMe SSD（3.2TB） NVMe version: 1.2 操作系统：Centos 7.4 Kernel：4.19.44（为了确保端到端数据保护功能的稳定运行，建议使用高版本的长期支持版Kernel。） NVMe 命令工具：nvmecli 1.10.1

对PBlaze5 D926执行Identify Namespace 命令，与端到端数据保护有关的结果摘选如下：

可以看到，PBlaze5 D926支持DIX和DIF，并且支持Type1/2/3三种type（与PI的格式有关，后文会对三种type做解释）。

PBlaze5 920系列端到端数据保护技术一个重要的特点就是支持多种sector size和pi的组合，也就是VSS技术。同样是刚才的Identify Namespace 命令，我们查找这块PBlaze5 D926支持的format格式。

从上面的结果可以看出，PBlaze5 D926支持512 Bytes和4096 Bytes两种sector size的格式化，并且两种sector size还均支持带8 Bytes的元数据，并且还支持4096 +64 Bytes的格式化方式，这就是VSS技术的灵活之处。

有了这些知识，我们就可以执行nvme format命令。他的命令帮助如下：

在选项里，与端到端保护相关的是-l（指定format的格式）、--p（指定pi格式）、--p（指定PI在元数据中的位置）、--m（1为DIF，0为DIX）。此外，用户还可以根据需求设置—reset和—force等参数。

再回到文章开始的这条format命令。他的意思是将/dev/nvme0n1格式化，sector size为512+8B（8B为PI信息大小），并且采用DIF标准，将8字节大小PI信息放在元数据开头，元数据位于数据LBA的结尾部分。

再次执行对namespace的状态进行检查，并找到flbas 的结果：

至此，这块PBlaze5 D926端到端数据保护功能已经打开。用户无需关心PI信息如何进行存放或者传输的问题。而下一篇文章我们将通过nvme write命令，来解读如何验证端到端数据保护，并走进PI，了解其type1/2/3三种形式的异同。

在现实应用中，存储阵列在端到端数据保护领域有长期的积累，其对数据可靠性要求级别非常高，因此是NVMe SSD端到端数据保护的一个重要应用方向，此外PBlaze5 系列的双端口等功能同样为打造高可靠、高可用闪存阵列提供了有力支持。在Memblaze与宏杉科技为代表的存储厂商长期合作中，双方已经在闪存阵列领域有了诸多突破。

 

 

本文作者：黄辉   |   Memblaze 产品工程师

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