受到COVID-19疫情大流行、地緣政治等外部因素影響,台灣引以為傲的半導體產業,如今已成為全球關注的焦點,位居上游的IC(積體電路)設計研發實力更是贏得市場肯定。隨著電路設計的複雜度愈來愈高,為了突破既有EDA(電子設計自動化)軟體工具運行模擬與驗證的效能瓶頸,Dell EMC PowerScale(Isilon)基於新世代Scale-Out(橫向擴充)儲存架構的高彈性,搭配OneFS系統獨特的分散式檔案管理模式,以解決大量運算時所產生可能的儲存瓶頸問題,讓EDA得以最佳化的工作排程執行任務,大幅縮短電路圖設計與交付晶圓廠生產製造的時程。
Dell Technologies非結構化數據解決方案資深業務協理徐志良說明,隨著IC設計持續朝向微縮晶片領域發展,IC設計工作流程產生的資料量已不可同日而語,必須要有全新思維評估未來IC設計所需儲存性能與擴展規畫。他指出,Dell Technologies實際調查統計EDA工作流程產生的檔案數量與儲存空間類型分佈狀態,發現大於128KB的檔案只佔總體檔案數量約4%,意味著96%皆為小檔案;但若從佔用儲存空間角度來看,這4%大型檔案卻佔據總體儲存容量的99%,小檔案只有1%。進一步探究檔案存取的熱度,在120天以內經常被存取的檔案佔比約為54%。
針對EDA應用場景特性,Dell EMC PowerScale(Isilon)獨特的SmartPool正可輔助建立冷熱資料分層管理,突破大規模存取回應速度的瓶頸。Dell EMC PowerScale(Isilon)橫向擴充架構,是以高效能All Flash提升熱區檔案的存取速度,混搭SAS與SATA温、冷區資料儲存環境,最大可擴充到250個節點,合併成為單一檔案系統。SmartPool機制可統計分析每天存取的檔案型態,依據分析結論進行存放區域的優化,確保經常被存取的熱點檔案存放在熱區,以滿足大量存取、高速回應的需求。
此外,資料保護能力亦是Dell EMC PowerScale(Isilon)的核心優勢,其搭載的OneFS分散式檔案系統,可讓資料寫入到單一儲存媒體時,透過In-memory執行Erasure Coding,把該檔案以8KB為單位進行切割,再透過後端的高速網路遞送,並加上容錯碼,平均地分散存放到每個儲存節點。萬一有硬碟機發生損毀,可主動觸發所有節點的運算能力,快速地還原檔案。徐志良強調,此機制並非傳統硬體式的RAID Rebuild(重建),而是透過軟體定義儲存,運用Erasure Coding技術Rebalance(重新平衡)資料,才可快速地完整回復,以免導致整體運算因Disk Rebuild所產生的大量I/O而影響到運算儲存效能。
在整體EDA運算環境中,為避免因遇到儲存效能瓶頸所造成的運算能力下降,Dell EMC PowerScale(Isilon)儲存架構有專為IC設計高性能運算架構提供新世代SAGA(Storage-Aware Grid Acceleration)機制,可整合IBM Spectrum LSF、NC等排程系統,可完整優化IC設計高效能運算(HPC)叢集與儲存工作負載的能力。
徐志良說明,現階段排程系統只能感知到運算資源的分佈,無法涉及運算所需的儲存環境監測能力,藉由SAGA機制把儲存運行狀態相關資訊,例如存取回應延遲時間、IOPS、節點CPU資源利用率等關鍵指標,主動提交至排程系統,讓排程系統可統一評估應用場景中實體際運算總體資源的狀態,動態地調整與分配執行任務,使整體運算達到最佳化,如此一來,才得以讓IC設計廠商導入部署的龐大伺服器叢集與儲存設備,擁有主動排除基礎架構效能瓶頸的能力,藉此達到提高生產力、最短時間內完成產品上市的目標。