從2015年發布以來，SmartX超融合系統就在不斷提升性能，而2019年到2020年的此次性能上的飛躍，效果還是非?？捎^的。

SmartX聯合創始人兼CTO張凱介紹說，2019年，當英特爾發布傲騰持久內存之后，SmartX啟動了一個叫Sailfish（旗魚）的項目，Sailfish是已知海洋中最快的一種魚，SmartX決定利用傲騰來優化性能，為的是能更好地承載核心系統，為了替代傳統裸金屬和傳統中高端磁盤陣列的架構。

解決用戶對于性能的硬性需求，或者說突破超融合能力的上限，就是SmartX成功的重要秘訣之一。

超融合用傲騰的難點和局限性

SmartX利用創新的介質特性，以及對系統底層的開發能力最終完成了這次大的性能優化。但作為首家在超融合中使用傲騰內存作為緩存加速的廠商，SmartX知道這事兒很難。

上圖可見，從內存到SSD再到磁盤，不同介質的容量以及性能表現可以用上圖來表示，內存的訪問延遲在0.1微秒的級別，SSD大概是不到100微秒的水平，而磁盤則是不到1000微秒的水平，當兩個層級之間性能差異較大時，就會帶來體性能上的瓶頸。

英特爾傲騰則是在DRAM和NAND SSD之間加入了新的存儲層級，可以使存儲層級間的性能差異變小，因為，傲騰有接近DRAM的性能，DRAM內存時延非常接近，另外，傲騰還具有SSD的非易失性，掉電不丟數據，而且，它的介質本身可靠性很高。還有一點，傲騰支持字節尋址，就是每次可以只訪問部分字節，而不是512字節或者4KB那么多。

2019年，SmartX發布了采用傲騰持久內存的一體機，該一體機已用于某國內金融企業的VDI場景中，這里用的是內存模式，就是直接把傲騰當內存插上去，而把真正的DRAM內存當做傲騰內存的緩存，這是一種比較簡單的模式，不需要做太多開發，但實際上傲騰還有另外一種模式，叫做App Direct模式，需要在超融合的系統層次上做一些開發，這是SmartX這次主要的使用方式。

但超融合系統想充分利用App Direct模式其實有很多限制，由于超融合系統和用戶應用同時運行在相同的設備上，系統和應用共同占用資源，如果系統資源占用較多，這意味著應用性能就會受限，這是超融合的特殊之處，超融合雖然有存儲服務能力，但功能特性的設計要考慮性能占用，想要將傲騰性能發揮出來，無異于戴著腳鐐跳舞。

更重要的是，由于傲騰本身很快，但如果只有傲騰快，系統別的組成部分都很慢的話，傲騰也完全發揮不了作用。

優化性能的黃金套路——化繁為簡做減法

為了減少資源占用，為了發揮傲騰的性能，SmartX做了許多化繁為簡的操作。據我個人觀察，近年來的性能優化空間很大程度上都是化繁為簡做減法，比如上圖中NVMe相比SAS/SATA就做了減法，少了中間多個步驟，NVMe硬盤的延遲和IOPS有大幅提升，SmartX的做法也類似。

在看具體做法前，我們看到上圖中，用戶的應用運行在一個個虛擬機里，虛擬機里的延遲高的一個重要原因是IO路徑長。如上圖，一個請求從guest虛擬機發出到hypervisior，再到存儲軟件，再到內核，然后再告訴另外幾個節點，最后寫到磁盤上，一共需要五個步驟，每個步驟都會增加額外的延遲，最終影響到性能。如果沒有虛擬機的話，起碼可以省掉hypervisior這一層，所以，裸金屬的方式比虛擬化的性能好。

為了優化性能，為高速傲騰掃清道路，SmartX在三個層次下手優化了IO路徑。

第一個，就是在計算虛擬化層繞過hypervisior，做法是在虛擬機和存儲軟件之間建立了一個Shared memory，虛擬機的請求直達存儲軟件，化繁為簡，性能up。

第二個是網絡層的優化，繞開內核（Kernal）和TCP協議。SmartX采用RoCE的方式來實現RDMA網絡，這種方案能復用原有的以太網設備，而且因為做了一些定制化的工作，網絡的傳輸過程繞開了整個Kernal。另外，由于UDP、TCP協議都是由硬件網卡來計算的，沒有用CPU的資源，減輕了CPU的負擔，最終，整個網絡速度非常高，延遲非常低，化繁為簡，性能up。

第三個是存儲層的優化，繞開了Kernal。存儲層的優化看的也非常清楚，就是通過走DMA繞開了Kernal，從而提升效率和性能。

第四層優化，利用了傲騰的字節尋址特性優化SSD Journal系統，也是化繁為簡的操作。眾所周知，SSD是以4KB為單位來進行數據寫入的，如果不夠4KB的話，也要進行一次4KB的寫入操作，如果大于4KB的話，會把數據切成多個4KB來寫入，以4KB的方式寫入是由NAND SSD的特性決定的。

問題在于，如果有大量小于4KB的數據的話，就會有大量的4KB寫入操作，這種情形叫做寫放大，它會極大地浪費性能，而傲騰因為支持以最小64字節的寫入方式，所以適合大量小數據寫入的情形，極大地降低了寫放大，減少了寫入的數據量，意味著性能上會有很大提升。

以傲騰持久內存來支撐的Journal系統的性能能大大提升，整體系統的性能也就水漲船高了。

用搭載了英特爾傲騰持久內存的三節點SmartX Halo P系列一體機進行實測數據顯示，IO性能提升了3.2倍，延遲上有85%的降低，三個節點可以提供120萬的IOPS和100微秒的延遲。這都是Sailfish項目帶來的價值，它讓超融合有了媲美中高端全閃存存儲的能力。

總結一下

我們看到，SmartX對性能的極致追求解決了許多超融合解決不了的問題，讓用戶在享受超融合帶來的種種便利的同時，也能體驗到超高的性能，也讓超融合開始承載核心業務，這種突破不僅成就了SmartX，對超融合市場本身也有很大的鼓舞作用，讓許多超融合廠商相信，只要在一些方面把產品做到極致，差異化的優勢水到渠成。