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憶聯企業級UH8系SSD經國內權威機構中子試驗,驗證SSD在復雜工作條件下的高可靠性

隨著國家西部大開發政策的逐步深入,很多大中型數據中心落地高海拔地區。在此背景下,高海拔對數據中心,尤其是對數據中心電子設備的影響成為用戶關注的重點。高海拔除了會對電子設備的散熱、絕緣性能等方面造成影響之外,還會因為中子通量較大,造成電子設備故障,如比特翻轉、宕機等情況的發生。

技術簡介

大氣中的中子是初級宇宙射線與地球大氣中的氧、氮等原子核發生核反應產生的,中子通量隨著海拔高度的增長而呈現指數增長,大氣中子特別是中高能中子的單粒子效應(SEE)已成為地面大型計算系統,如高性能計算機等可靠性不可忽視的威脅。

數據中心作為數據存儲、處理及管理的重要基礎設施,如因中子原因造成數據錯誤或丟失,則會造成不可計量的損失。為更好滿足高海拔數據中心對于存儲部件抵抗中子影響的基本要求,憶聯特此聯合國內知名實驗室開展中子實驗試驗,以滿足數據中心對SSD高可靠的需求。

方案驗證

1.       試驗環境基本信息

本次試驗配置如下:

1.1  服務器配置:

?   CPUIntel 5218 *2

?   內存: 8*32G

?   網卡: 2*10GE+2*GE

1.2  試驗SSD數量

本次試驗產品主要為憶聯自研的企業級UH8系產品,試驗SSD數量共為12塊。涵蓋了UH810aUH830aUH811aUH831a等企業級固態硬盤。

1.3  中子注量率

本次試驗中子注量率為2.67*105n/( cm2·s)

在國內地面條件下,阿里地區作為中子量最多的地區之一,中子注量率約為509n/ (cm2·h) (En≥1MeV) 。在不間斷接受中子輻照的條件下,SSD在本次試驗條件下接受到的累計中子注量遠超國內地面可接收的最大累計中子注量(對比示例如圖2)。

1:試驗場景下中子發生設備——靶站  

   圖2:累計中子注量對比

2.       試驗過程及結果

3:試驗環境整體示意圖   

  圖4:試驗現場監測圖

2.1  試驗過程

?   所有盤片均在同一中子注量率下進行輻照,以中子輻照注量率達到試驗要求為開始,以盤片功能失效為結束,通過自動化試驗腳本記錄運行時間;

?   5SSD為一組,本次試驗一共完成3組;

?   試驗人員在監測室實時監測SSD運行狀況,并進行統計。

2.2  試驗結果

(1)部分單盤實測結果

       圖5:UH810a/UH830a單盤實測情況-1                                                              6UH811a/UH831a單盤實測情況-1

             圖7UH810a/UH830a單盤實測情況-2                                                              8UH811a/UH831a單盤實測情況-2


(2)  詳細運行時間統計

序號

SSD型號

運行時間/min

平均運行時間/min

總平均時間/min

1

UH810a/UH830a

28

6.5

11.7

2

10

3

3

4

2

5

UH811a/ UH831a

99

12.3

6

16

7

14

8

3

9

5

10

0

11

4

12

32

1:平均時間=有效SSD運行時間之和/有效試驗盤片數(排除最高及最低運行時間)

2:統計中的“運行時間”為在中子輻照下SSD可正常讀寫的持續時間。

從試驗結果可知,UH8系產品在同一中子注量照射下,最低平均運行時間為6.5分鐘,總平均運行時間為11.7分鐘。

3.       試驗數據分析

憶聯SSD一般壽命為5年,以阿里地區中子注量率為基準的條件下,憶聯SSD5年內累計中子注量為2.23E+07 n/ cm2。在實驗室條件下,憶聯SSD為達到5年壽命,需在2.67*105 n/( cm2·s) 中子注量率下,運行時間達到83s

在本次實驗中,憶聯UH8SSD平均運行時間為11.7分鐘,驗證憶聯UH8SSD在較高的中子通量自然環境條件下,在5年壽命條件下可正常運行,具備抵抗一定中子輻照的高可靠性。

總結

  • 通過以上實測結果可以看到,憶聯企業級UH8SSD產品具備一定的中子抵抗能力,自帶的ECCRAID數據恢復、重讀等功能,能夠及時糾正中子帶來的比特翻轉等問題,保證在SSD使用壽命范圍內可正常運行,為高海拔數據中心提供高可靠的SSD產品,助力西部地區建造更強、更安全的數據中心。

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