原标题：FMS2019：阿里基于Open-Channel的优化应用

原文：Open-Channel SSDs for Host-Based Optimization

By: Yu Du, Feng Zhu, Sheng Qiu, Shu Li from Alibaba

阿里自研SSD概况：

2016年首次部署5万片Host Based PCIe SSD（注：没有说NVMe，可能是AHCI或者PCIe转SATA）；

2017年开始部署NVMe SSD（Device based, SSD自行管理FTL）

目前的AliFlash V3，从Device base进化到Open Channel

Ali FTL驱动

• 模块化的命令集

• 代码量<50K

• 一套代码支持Kernel/User mode

• 采用DDR模拟盘进行测试

优化应用：非连续读

以上图这个8K的读操作为例，Host希望读取的8K数据，LBA0和LBA1分别在Plane0和Plane1上，正常情况下需要下发两个single plane的4K读操作。但是通过主动多读取两个LBA（淡紫色部分），可以使用一个Multi-Plane 读命令一次读取16K数据。

优化应用：合并写和填充

• 减少写命令的数量以获取更好的IOPS和时延表现；

• 将Host下发的多个4K/8K写操作，合并为一个写命令下发给SSD；

• 通过主动填充无效数据保证所有的Host写入对齐；

优化应用：写入流管理

• 3个正常IO写工作流，1个GC（Garbage Collection）写工作流；

• IO和GC独立管理；

• 基于配额的GC策略；

• Free space越少，相应提高GC的速度；

优化应用: 顺序读预取

基于State Machine的监测机制，当发现当前IO为Sequential read时，利用Host DDR作为Buffer提前预读取，相同应用场景下吞吐量是普通SSD的5倍。

支持多达300+的debug参数，包括：

• IOPS

• Latency/QoS

• GC/WL

• Media Error

• FTL Driver parameters

• FTL Key data structures

FTL驱动参数和策略能够根据不用的应用场景进行配置，而且其中部分参数支持动态调整。

阿里这个级别的厂商，有足够的动力开发完全适配自身应用的SSD，未来会推出哪些更多的应用，我们拭目以待。