Ceph存储效能飙升20%+！忆联PCIe5.0 ESSD智能多流技术攻克“隐形损耗”

分布式存储是当前企业构建高效、弹性数据底座的核心选择，以满足大规模数据存储与应用需求。Ceph作为开源分布式存储的领军者，具备高扩展性、多协议支持和成熟生态的特点，是国内运营商、金融、头部互联网公司等各行业的首选存储方案。

忆联Ceph分布式存储方案有如下优势：

• 基于PCIe 5.0 ESSD,数据吞吐效率为上一代的2倍。

• 创新的智能多流技术，精准适配Ceph数据分布特性，性能优于同代际主流竞品高至3.15%。

• 有效抑制写放大效应(WAF)，优于同代际主流竞品20%-32%。

方案将SSD预期寿命延长20%以上，实现性能、耐用性与可靠性三重突破，为云原生环境提供兼具超低延迟与超高一致性的存储基础设施，满足企业级客户对存储系统全生命周期稳定性的严苛需求。

Ceph分布式存储挑战

Ceph通过RBD（RADOS Block Device）提供企业级块设备服务，支持快照、克隆、精简配置等高级功能。然而，在分布式存储场景下，多副本数据一致性、网络延迟及存储介质性能瓶颈等问题，极易导致写放大效应加剧，影响SSD寿命及系统稳定性。

传统SSD在应对Ceph读写负载时，因冷热数据识别效率低、垃圾回收（GC）策略僵化，导致写放大系数居高不下，进而降低SSD寿命并增加时延。忆联UH812a/UH832a通过智能多流技术，实现数据冷热分类与IO路径优化，从硬件层面突破这一瓶颈。

忆联Ceph分布式存储方案验证

测试环境配置

测试验证硬件配置如下：

CPU

Intel Xeon Gold 6430 *2

内存

256GB (32GB*8 DDR5)

存储

系统盘：SATA (480GB*2)

数据盘：UH812a NVMe SSD（7.68TB*4）

网卡

2端口100GE以太网卡

每台服务节点配置2张网卡，每台客户端配置单张网卡

测试验证软件配置如下：

操作系统

CentOS Stream 9

内核

5.14.0-229.el9.x86_64

Ceph版本

17.2.7 Quincy

FIO版本

3.27（带rbd引擎）

图1：Ceph组网规划架构图

测试方法

1. 创建存储池与RBD卷。

• 创建1个RBD储存池，配置3副本。

• 创建60个100GB RBD卷，占总容量21%。

2. 进行性能测试。

• 每个客户端指定15个RBD，使用FIO工具向4个客户端同时下发IO测试，指定rbd测试引擎，绑定CPU核以减少干扰。

• 用不同模型遍历测试各种队列深度（QD）时的Ceph性能，通过监控工具记录服务节点与客户端的IO、CPU、网络数据。

3. 进行单节点WAF对比测试。

• 选取4块不同友商的PCIe 5.0 ESSD，预埋数据将RBD空间顺序写2遍，4K随机写5小时。

• 采用JESD219业务模型连续测试47小时，同步监控各SSD的数据写入量，计算WAF（NAND写入量/主机写入量）。

验证结果与分析

性能表现

（1）随机读写与混合读写性能

在3副本下，随着QD数量的增加，IOPS迅速增加，时延增长缓慢，平均性能优于友商1%。

• QD为32时，UH812a随机读IOPS突破175.5万，时延稳定在1.1毫秒内；随机写IOPS突破19万，时延稳定在9.9毫秒内。

• QD为32时，UH812a混合读写IOPS超过50万，时延约为20毫秒。

图2：Ceph随机读写性能测试结果

图3：Ceph随机混合读写性能测试结果

（2）顺序读写性能

随着QD数量的增加（QD在64之内），带宽显著增长，时延增长缓慢。QD为64时，UH812a顺序读带宽超过56GB/s，时延为8.85毫秒，平均性能与友商持平；顺序写带宽超过15.3GB/s，时延为32.88毫秒，平均带宽超出友商3.15%，平均时延低于友商1.68%。

图4：Ceph顺序读性能测试结果

图5：Ceph顺序写性能测试结果

智能多流技术对WAF的优化

UH812a通过智能数据分类算法，将元数据、日志及用户数据分配至独立流，减少GC过程中的无效数据搬移。本次测试显示：

• WAF对比：UH812a WAF平均值1.78，低于友商A 25%（2.38）、低于友商B 32%（2.61）、低于友商C 20%（2.22）。

• 寿命提升：WAF降低使UH812a的DWPD有效利用率提升，预计寿命延长20%以上。

图6：多友商WAF测试结果

忆联UH812a/UH832a技术优势总结

智能多流技术

UH812a/UH832a系列采用动态冷热数据分层机制与多流协同控制技术，实现1.78超低写放大系数（WAF），通过智能化的数据生命周期管理，显著延长SSD使用寿命，对比各友商优势明显，为高负载企业级场景提供可靠的存储保障。

性能一致性

UH812a/UH832a在混合负载及多副本部署场景中，凭借业界领先的时延控制与带宽稳定性表现，有效保障业务SLA达标，关键指标波动率优于行业标准。

高可靠性

UH812a/UH832a通过融合分布式存储副本策略与纠删码（EC）技术，并集成SPDK DIF/DIX的端到端数据完整性保护能力，构建了多层次数据防护体系，为业务系统提供符合工业标准的企业级端到端数据保护。

典型客户价值

在不同领域，UH812a/UH832a可为运营商、互联网、金融等行业客户解决特定需求与技术挑战，例如：

• 为运营商行业提升存储效率、降低成本：智能多流技术使存储资源的利用更高效，降低运营商存储成本，而ESSD的使用寿命提升超过20%，进一步减少更换硬件的频率与开支。

• 保障头部互联网公司业务连续性和用户体验：性能一致性确保关键业务的时延和带宽稳定性，帮助大型互联网公司在高并发情况下维持优质的用户体验，确保对最终用户服务水平协议（SLA）的达成。

• 强化金融行业数据安全与合规性：多层次的数据防护体系，确保金融数据的安全性和完整性，帮助金融机构满足严格的合规要求，降低数据泄露和损失的风险。

结论

忆联PCIe 5.0 ESSD借智能多流技术与深度Ceph优化，在分布式存储场景中展现出卓越性能与稳定性。WAF指标显著优于主流竞品，大幅提升企业存储效能超过20%，是构建新一代高度可扩展的分布式存储系统的理想选择。