Контроллер Intel vmd что это такое

Обновлено: 03.07.2024

Мы разработали наши серверы метаданных BeeGFS для использования пары устройств Intel Optane NVMe в качестве тома хранения метаданных. Они предназначены для настройки в качестве зеркальной пары по технологии Intel VROC.

Виртуальный RAID на ЦП — VROC реализует традиционные уровни RAID в процессоре на уровне линий PCIe, а не блочных устройств. Теоретически это самый быстрый способ реализовать блочное копирование и/или запись и чтение с контролем четности.

Настройка VROC состоит из двух основных компонентов.

Включить VMD

Поскольку технология VROC применяется к линиям PCIe, вам необходимо настроить контроллер PCIe, чтобы включить ее на определенных линиях. После настройки для VROC эти полосы нельзя использовать для связи с чем-либо, кроме устройств NVMe.

Чтобы включить VROC, необходимо переключить PStack (комплект линий PCIe) в режим VMD (устройство управления томами). Это делается в настройках BIOS (только AFAICT). В нашем случае это было сделано с помощью меню утилиты настройки BIOS «Конфигурация набора микросхем» -> «Северный мост» -> «Конфигурация IIO» -> «Технология Intel® VMD» -> «Intel® VMD для устройства управления томами на ЦП».

Оказавшись там, вы увидите конфигурацию для каждого процессора и каждого PStack на каждом процессоре. На этом этапе полезно иметь блок-схему материнской платы. Как только вы определите стек PS, к которому подключены ваши устройства NVMe, измените настройку, чтобы включить для стека PS и для каждого VMD в этом стеке PS (они появятся после включения стека PS).

Будьте осторожны, так как включение VMD на PStacks, где у вас есть другие устройства, такие как сетевые карты или контроллеры хранилища, отключит эти устройства.

Перезапустите после сохранения конфигурации BIOS. Повторно войдите в утилиту настройки BIOS после перезагрузки, чтобы настроить тома RAID.

Настройка RAID

Теоретически вам не нужно выполнять этот шаг в BIOS, но вы можете сделать это. Intel VROC настраивает размер массивов RAID на уровне 95 % от наименьшего компонента. Это не так просто сделать с помощью mdadm, требуя ручного расчета, но также, вероятно, и не требуется (вы можете создать том на 100%, я подозреваю).

После включения VMD на линиях NVMe PCIe у вас должна появиться новая опция на верхнем уровне утилиты настройки BIOS под названием Intel® Virtual RAID on CPU. Эта опция приведет вас к относительно понятной странице для настройки томов RAID. Вы можете объединить VMD, выбрать уровень RAID, размер полосы (страйпа?) и политику RWH.

Очевидно, существует механизм устранения дыры записи RAID (RWH — когда сбой питания и сбой диска происходят одновременно), но я не смог найти хорошего объяснения того, что это на самом деле делает. HP разрешает это только для томов RAID 5, но с чистым Intel VMD его можно включить для всех томов RAID.

Сохраните конфигурацию BIOS и перезапустите.

Линукс

После настройки томов в BIOS остается только настроить mdadm . Тома VROC/VMD отображаются как наборы MD для mdadm и связанных модулей ядра. Различные дистрибутивы находятся в разных состояниях с точки зрения поддержки VROC, но я считаю, что любая версия mdadm после 4.1 должна иметь поддержку.

Вы должны быть в состоянии найти том(а), которые вы определили в BIOS с помощью mdadm --detail --scan и соответствующим образом записать mdadm.conf.

Тома Intel VROC определяются внутри тома контейнера метаданных типа IMSM (Intel Matrix Storage Manager), который уже давно используется как часть технологии Intel Rapid Storage (RST/RSTe). , который до появления VROC объединял определенные в BIOS тома RAID и mdadm.

Наши проблемы

Мы начали создание нашего кластера BeeGFS на Ubuntu 18.04, который поддерживается ThinkParQ, который обеспечивает коммерческую поддержку BeeGFS и занимается разработкой BeeGFS. У нас возникла проблема с запуском службы метаданных в Ubuntu 18.04 из-за проблем с потоками в libc. Этих проблем нет в версии 16.04, а ядра поддержки оборудования (HWE) для Ubuntu 16.04 включают ту же версию ядра, что и 18.04, поэтому мы переустановили наши узлы метаданных в Ubuntu 16.04. К сожалению, пакет mdadm версии 16.04 не поддерживает VROC.

В конце концов, в настоящее время мы не используем VROC с нашими устройствами NVMe; они находятся в традиционном, чистом, зеркальном наборе mdadm.

Мне также не удалось найти способ подтвердить, действительно ли набор mdadm использует технологию VROC или нет. Теоретически после настройки PStack для VMD нет другого способа использовать эти устройства NVMe.

Корпорация Intel добавила в свои процессоры Intel Xeon Scalable ряд новых функций, в том числе следующие:

В этой серии статей рассматриваются эти новые функции, чтобы объяснить, почему Intel заявляет, что ее новые серверные платформы представляют собой «самые большие достижения в области платформ в этом десятилетии». В этом посте рассматриваются как Intel VMD, так и Intel PTT.

Что такое устройство Intel Volume Management?

Intel VMD — это технология, интегрированная в корневые порты процессоров Intel Xeon Scalable. Он позволяет администраторам центров обработки данных выполнять горячую замену твердотельных накопителей NVMe, подключенных к шине PCIe, и стандартизирует светодиодные индикаторы состояния на этих дисках. Эта технология перенаправляет события вставки и удаления твердотельных накопителей NVMe в драйверы, поддерживающие хранение. Без Intel VMD эти события обрабатываются с разной степенью успешности комбинацией системной BIOS и операционной системы. Intel VMD обеспечивает плавное добавление и удаление дисков NVMe из шины PCIe, что помогает увеличить время безотказной работы и удобство обслуживания.

Intel VMD имеет большое значение, поскольку обеспечивает следующие преимущества:

  • Увеличение времени безотказной работы и удобства обслуживания: высокопроизводительные твердотельные накопители NVMe намного ближе к процессору Intel, чем накопители в прошлом — прямо на шине PCIe. С помощью Intel VMD администраторы теперь могут выполнять горячую замену этих дисков без перерыва в обслуживании.
  • Идентифицируйте диски по их светодиодным индикаторам. Большинство дисков, будь то жесткие диски (HDD) или твердотельные накопители, имеют два светодиодных индикатора: «активность», который контролируется самим диском и мигает, указывая на ввод и вывод (ввод-вывод). и «статус», который визуально сообщает о состоянии накопителя и контролируется системой. Индикатор состояния имеет четыре состояния: «ОК», «Неисправность», «Восстановление» и «Обнаружение», о которых сообщается с помощью шаблонов мигания, указанных в стандарте International Blinking Pattern Interpretation (IBPI) или SFF-8489. Intel VMD поддерживает активацию светодиодного индикатора состояния на твердотельных накопителях NVMe, поэтому вы можете легко увидеть, какой диск (или диски) нуждается в обслуживании, иногда из нескольких тысяч. Эта спецификация индикатора диска (SFF-8489) существует уже много лет и поддерживает устройства SAS и SATA через адаптер главной шины (HBA). Intel VMD привносит эту функциональность в твердотельные накопители NVMe.
  • Внедрение поддержки всей экосистемы. Intel использует эту технологию во всей экосистеме, в которую входят OEM-производители/ODM-производители систем, разработчики BIOS, поставщики коммутаторов PCIe, поставщики твердотельных накопителей, а также поставщики операционных систем и независимых поставщиков программного обеспечения. Это означает, что независимо от того, каких поставщиков вы используете в своем центре обработки данных, вы можете воспользоваться преимуществами Intel VMD.

Что такое технология Intel Platform Trust?

Intel PTT — это доверенный платформенный модуль (TPM), интегрированный непосредственно в набор микросхем. Он устраняет необходимость в отдельном TPM и упрощает организациям использование дополнительных технологий безопасности Intel.

  • Соответствует TPM 2.0
  • Можно включить или отключить во время производства или через BIOS во время выполнения.
  • Может быть защищенным от несанкционированного доступа местом для хранения ключей шифрования.
  • Помогает снизить общую стоимость владения (TCO) за счет устранения необходимости в отдельном TPM.
  • Позволяет установить аппаратный корень доверия.

Почему важны Intel VMD и Intel PTT

Эти две технологии, встроенные в микросхемы масштабируемых платформ Intel Xeon, могут помочь администраторам центров обработки данных с большей уверенностью развертывать важные технологии. Например, твердотельные накопители NVMe могут изменить правила игры при развертывании с транзакционными приложениями. Intel PTT вносит свой вклад в важную аппаратную среду корня доверия, в которой защита распространяется от кремния до аппаратного и микропрограммного обеспечения платформы. Такой подход на основе доверенной платформы может помочь защитить физическую и виртуальную инфраструктуру от многочисленных постоянно меняющихся угроз безопасности.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о платформах Intel Xeon Scalable и многих технологиях, которые делают их революционными для центров обработки данных.

И, как всегда, вы можете быть в курсе последних событий в Prowess, читая блог Prowess и подписываясь на Prowess в Twitter и LinkedIn.

Это фотографии сервера Trenton Systems и хранилища JBOD шириной

Графика: Intel Virtual RAID on CPU (VROC) позволяет управлять хранилищем RAID без дополнительного оборудования и необходимости жертвовать драгоценным слотом PCIe.

Когда дело доходит до выбора системы хранения данных RAID для вашего сервера или рабочей станции, нужно учитывать многое. Сколько дисков может войти в массив? Какая емкость хранилища мне потребуется? Какова моя скорость чтения и записи? Какая конфигурация RAID мне подходит? Я больше ценю скорость или отказоустойчивость? Должен ли я выбрать аппаратный RAID или программный RAID? А как насчет гибрида обоих?

Корпорация Intel разработала технологию на основе ЦП специально для твердотельных накопителей NVMe, известную как Intel Virtual RAID on CPU (VROC). Это тип гибридного RAID-решения, предназначенного в основном для клиентов, которых не устраивают ограничения или цена программного RAID-массива и аппаратного RAID-массива соответственно.Это простой выбор, поскольку дополнительное оборудование не требуется; нет замедления работы системы, как при программном RAID; и клиенты могут освободить слот PCIe для другой платы расширения.

В этом сообщении блога мы обсудим Intel VROC, его преимущества и способы включения VROC на серверах и рабочих станциях с поддержкой VROC. Если вы заинтересованы в приобретении защищенного сервера или рабочей станции с поддержкой VROC для своей программы или приложения, мы рекомендуем вам оставаться до конца публикации. Вы не пожалеете.

Это рисунок, демонстрирующий, как Intel VROC удаляет избыточное оборудование для SSD-накопителей NVMe с конфигурацией RAID в масштабируемых процессорах Intel Xeon нового поколения.

Графика: Виртуальный RAID-массив Intel на ЦП (VROC) реализуется с помощью устройства управления томами Intel (VMD). Источник: Intel

Что такое Intel VROC?

Intel Virtual RAID on CPU, или Intel VROC, — это гибридное решение для хранения данных RAID для твердотельных накопителей (SSD) NVMe, подключенных напрямую к масштабируемым процессорам Intel Xeon через шину расширения PCIe.

Его можно использовать с твердотельными накопителями Intel NVMe, некоторыми твердотельными накопителями сторонних производителей, и он предназначен в первую очередь для использования с высокопроизводительными профессиональными рабочими станциями и серверными платформами. Поддерживаемые конфигурации можно найти на веб-странице Intel VROC Supported Configurations.

VROC предлагается с новыми масштабируемыми процессорами Intel Xeon Scalable, в частности первого, второго и третьего поколений. Он встроен в ЦП, что позволяет выделенному кремнию вычислять логику RAID для твердотельных накопителей NVMe, основанных на PCIe.

VROC классифицируется как гибридный RAID, поскольку он имеет характеристики, аналогичные двум стандартным решениям RAID: программному RAID и аппаратному RAID.

Intel VROC частично считается аппаратным RAID из-за ключевой функции микросхемы, известной как Intel Volume Management Device (VMD), предлагаемой с более новыми масштабируемыми процессорами Xeon. VROC аппаратно зависит от VMD и поэтому предлагается только с более новыми масштабируемыми процессорами Xeon, перечисленными выше.

VROC частично считается программным RAID, поскольку он по-прежнему использует циклы ЦП для расчета логики RAID, но использует значительно меньше циклов, чем традиционное решение программного RAID.

Это фотография адаптера главной шины RAID (HBA) или карты RAID.

Фото: Intel VROC не требует адаптера главной шины RAID (HBA) или карты RAID, что освобождает слот PCIe.

Каковы преимущества использования Intel VROC?

По данным Intel, самым большим преимуществом VROC является возможность подключать твердотельные накопители NVMe напрямую к линиям PCIe масштабируемых процессоров Xeon и создавать RAID без использования адаптера главной шины RAID (HBA), иногда называемого картой RAID или , в более общем смысле, сменная карта PCIe.

Проще говоря, для использования VROC не требуется никакого дополнительного оборудования. Это преимущество выгодно для чувствительных к цене клиентов, которые не хотят тратить много денег на аппаратные RAID-контроллеры.

Тем не менее, аппаратный RAID обеспечивает наилучшую общую производительность, поскольку в нем используется выделенный контроллер обработки, который управляет конфигурациями RAID независимо от ОС. Для VROC также не требуется слот PCIe.

Программный RAID, с другой стороны, разделяет свои вычислительные ресурсы с ОС, что может замедлить работу RAID. Однако программный RAID, как правило, дешевле аппаратного RAID, поэтому выбор программного, аппаратного или гибридного RAID-решения зависит от потребностей вашего приложения или программы.

В двух словах, VROC лучше, чем программный RAID для некоторых клиентов, потому что вы не используете мощность ЦП для управления массивом, а также потенциально не так дорого. Одним из существенных преимуществ VROC по сравнению с аппаратным RAID является то, что вам не нужно жертвовать слотом PCIe на вашем сервере или рабочей станции для создания RAID. Если вам нужно несколько графических процессоров, карт FPGA или других карт в вашей системе, вам придется записать одну из них для аппаратного RAID-контроллера.

Нейт Янг, технический директор

VROC также закрывает редкий, но вызывающий головную боль феномен дыр записи RAID 5, во время которого становится невозможно определить, какие блоки данных и четности были записаны, а какие нет на диски в массиве. Проблема вызвана сбоем питания во время записи.

Это скриншот настройки Intel VROC в BIOS от Intel

Фото: Intel VROC настраивается в BIOS вашего сервера или рабочей станции. Источник: Intel

Как включить VROC?

Чтобы включить VROC, сначала нужно убедиться, что ваш процессор Xeon его поддерживает.

По состоянию на сентябрь 2020 г. три семейства процессоров Intel Xeon поддерживают VROC:

  • Масштабируемые процессоры Intel Xeon 1-го поколения (-SP, -D, -W)
  • Масштабируемые процессоры Intel Xeon 2-го поколения (-SP, -D, -W)
  • Масштабируемые процессоры Intel Xeon 3-го поколения (-SP, -D, -W)

Функциональность VROC должна быть включена OEM или ODM, у которого приобретен ваш сервер Xeon или рабочая станция. Использование процессора одного из этих семейств Xeon не гарантирует его функциональность, поэтому перед покупкой обязательно уточните у производителя, получаете ли вы решение с поддержкой VROC.

Функциональность обычно достигается с помощью аппаратного ключа Intel VROC, вставляемого в головку ключа материнской платы сервера. Ключ Intel VROC — это механизм лицензирования программного обеспечения Intel VROC и лицензии RAID. Перед покупкой OEM-производитель устанавливает головку ключа и аппаратный ключ на серверные материнские платы с поддержкой VROC.

После покупки сервера или рабочей станции Xeon можно перейти на VROC, купив ключ Intel VROC у OEM-производителя, но ваш сервер или рабочая станция должны быть оснащены процессорами Xeon с поддержкой VROC.

Существует три различных артикула аппаратных ключей VROC:

  • Intel VROC Standard (поддерживает RAID 0, RAID 1 и RAID 10 с использованием любого твердотельного накопителя)
  • Intel VROC Premium (поддерживает RAID 0, RAID 1, RAID 5 и RAID 10 с использованием любого твердотельного накопителя)
  • Только твердотельные накопители Intel VROC Intel (поддерживает RAID 0, RAID 1, RAID 5 и RAID 10 только с использованием твердотельных накопителей Intel)

Intel VROC включается в BIOS сервера или рабочей станции. Процесс активации довольно прост.

Чтобы включить VROC, выполните следующие действия:

1. Установите режим загрузки UEFI

  1. Нажмите F2, чтобы войти в BIOS.
  2. Выберите диспетчер обслуживания загрузки.
  3. Выберите дополнительные параметры загрузки.
  4. Измените режим загрузки на UEFI.
  5. Нажмите F10, чтобы сохранить, и Y, чтобы подтвердить.

2. Включите порты Intel VMD

  1. Прочитайте техническую спецификацию материнской платы вашего сервера (TPS), чтобы определить, какие порты VMD следует включить.
  2. Нажмите F2, чтобы войти в BIOS.
  3. Выберите "Дополнительно".
  4. Выберите конфигурацию PCI.
  5. Выберите устройство управления томами.
  6. Включите правильные порты VMD.
  7. Нажмите F10, чтобы сохранить, и Y, чтобы подтвердить.

3. Создайте том RAID

  1. Нажмите F2, чтобы войти в BIOS.
  2. Выберите "Дополнительно".
  3. Выберите конфигурацию PCI.
  4. Выберите Управление дополнительным ПЗУ UEFI.
  5. Выберите Intel Virtual RAID on CPU (если вы видите список своих твердотельных накопителей NVMe, повторите второй шаг, чтобы убедиться, что вы включили правильные порты VMD).
  6. Выбрать все контроллеры Intel VMD
  7. Выберите «Создать том RAID».
  8. Выберите уровень RAID и выберите диски для включения в том.
  9. Выберите «Создать том».
  10. Выйдите из BIOS, нажав F10, и загрузите ОС.

Вот оно. Вы только что включили VROC на своем сервере или рабочей станции с поддержкой VROC. Удачного рейда!

Чтобы посмотреть видеоролик Intel, на котором основано это руководство, нажмите здесь.

Это фотография Trenton Systems

Фото. Решение для хранения JBOD/JBOF от Trenton Systems в сочетании с хост-сервером или рабочей станцией с поддержкой VROC — идеальный вариант использования Intel VROC.

Заключение: варианты использования и преимущества Trenton

Прекрасным вариантом использования Intel VROC является JBOD/JBOF компании Trenton Systems в сочетании с хост-сервером или рабочей станцией с поддержкой VROC. Для Trenton это включает все серверы и рабочие станции для монтажа в стойку с нашей материнской платой SSP8256.

Благодаря этому решению клиенты могут воспользоваться преимуществами практически бесконечного объема хранилища NVMe SSD со скоростью чтения и записи 27 ГБ/с в защищенном решении для хранения с возможностью горячей замены, сконфигурированном с использованием RAID, готового к работе в полевых условиях.

Загрузите это высокопроизводительное решение NVMe SSD в военное наземное транспортное средство, на истребитель, БПЛА, военный корабль ВМФ, производственный цех, на наземную станцию ​​управления (GCS), в установку для сбора радиолокационных данных или в задней части фургон с несколькими камерами, собирающий геопространственные данные в любом месте, где это необходимо вашему приложению или программе.

Лучше всего то, что вы будете знать, что все данные в безопасности, потому что покупаете у американской компании, чьи решения разработаны, изготовлены, собраны, протестированы и поддерживаются в США и оснащены множеством решений для кибербезопасности, включая опросы поставщиков о качестве, контроль версий, программу защиты от подделок (CPP) и комплексный пакет безопасности, обеспечивающий целостную защиту программного обеспечения, встроенного ПО и оборудования.

Но подождите, есть еще одно замечательное преимущество.Наша внутренняя служба поддержки может помочь вам настроить VROC и решить проблемы с VROC, если у вас возникнут какие-либо проблемы. И не забывайте, что вы можете попробовать наши решения бесплатно в течение 45 дней, воспользовавшись нашей программой кредитования.

Если вы заинтересованы в приобретении защищенного сервера или рабочей станции с поддержкой VROC для своей программы или приложения, сообщите нам об этом. Наши инженеры готовы помочь.

Intel Volume Management Device — это аппаратная логика внутри корневого комплекса процессора, отвечающая за управление твердотельными накопителями PCIe NVMe. Он обеспечивает надежную поддержку горячего подключения и управление индикаторами состояния.

Драйвер отвечает за перечисление и подключение устройств NVMe за VMD к подсистеме SPDK PCIe. Он также предоставляет API для управления светодиодами и горячей замены.

Функция Описание
spdk_vmd_init() Перечислить устройства VMD и подключить их к подсистема pci spdk.
spdk_vmd_pci_device_list() Возвращает список устройств nvme, найденных в заданном BDF vmd pci.
spdk_vmd_set_led_state() Устанавливает состояние светодиода на указанном устройстве PCI.
spdk_vmd_get_led_state() Получает состояние светодиода на указанном устройстве PCI.
spdk_vmd_hotplug_monitor() Проверяет наличие событий горячего подключения/горячего удаления устройств за VMD.< /td>

Чтобы включить перечисление драйверов VMD, необходимо выполнить следующие действия:

Проверьте наличие доступных устройств VMD (сначала необходимо правильно настроить VMD в BIOS).

Запустите сценарий setup.sh с устройствами VMD, установленными в PCI_ALLOWED.

Проверьте наличие доступных устройств за VMD с помощью spdk_lspci.

VMD NVMe BDF можно использовать как обычный NVMe BDF.

При использовании фреймворка приложения в файл конфигурации необходимо добавить раздел VMD:

или используйте вызов RPC перед запуском фреймворка, например

Чтобы включить перечисление VMD в приложении SPDK, которое не использует структуру приложения, например nvme/perf, nvme/identify, требуется флаг -V. Обратитесь к справке приложения, если оно поддерживает VMD.

Приложения должны вызывать spdk_vmd_init() для перечисления устройств NVMe за VMD перед вызовом spdk_nvme_(probe|connect). Для поддержки горячего подключения необходимо периодически вызывать функцию spdk_vmd_hotplug_monitor().

Утилита VMD LED в примерах /vmd/led может использоваться для установки состояний светодиодов.

Чтобы убедиться, что платформа правильно настроена для поддержки управления индикаторами, можно использовать ledctl(8). Инструкции по ее использованию см. на странице руководства этой утилиты.

Читайте также: