你一定不知道,NVMe是如何主導閃存廠商的?

發布時間:2016-05-31

作為NVMe標準的主要發起者,英特爾已經推出了多款NVMe閃存卡和SSD盤,業界也有不少友商開始大行NVMe之道,初步來看,似乎NVMe已經綁架了許多閃存廠商。但是,NVMe真的就如大家所說的那么美好嗎?大家快速轉型到NVMe方向,到底會遭遇哪些問題?我們該如何理性認識NVMe的趨勢呢?

NVM Express(簡稱NVMe)是一個針對PCIe接口的SSD的主機控制芯片協議標準,雖然其與控制閃存沒有任何關聯,但NVMe規范了SSD控制器與操作系統之間的通信連接,目的是提高SSD的性能和可靠特征。

目前在業界存在大量基于PCIe總線協議的SSD,而這些SSD并不一定支持NVMe協議;這類產品我們稱為PCIe Flash或者PCIe SSD。首先從使用模式上看,NVMe SSD與PCIe Flash的差別在于兩者使用不同的驅動程序與物理設備交互。目前業界主流的PCIe SSD都采用自有的驅動程序部署,而非NVMe設備。這就意味著,這個世界上,還是有很大一批廠商并沒有完全被NVMe化,依然采取一種專用的方式,而這種方式依然存在只能說明一個問題,即用戶需求還依然在。

一個新技術標準能否站穩腳跟,與用戶直接需求與采用分不開的。那么NVMe被閃存友商所推崇,優勢是什么呢?到底是什么吸引著這些人如此愛NVMe?

NVMe的SSD嘗試采用通用的驅動程序,適用于所有廠商的SSD設備,因此其優勢在于通用性。通用性雖然給用戶帶來了一些方便,但是同時也存在幾個問題:

其一,由于NVMe的標準推出時間不長,其標準驅動版本對操作系統有嚴格的要求。例如,對于Linux需要3.3以上版本的內核(Centos7/Redhat7)才能內置NVMe驅動;對于Windows微軟需要在Windows 8.1或Windows Server 2012R2之后的版本才支持。

其二,由于NVMe通用驅動相對較新,還在業界的使用和驗證過程中,這意味著NVMe還需要時間來推進。

其三,NVMe更注重的是驅動對于不同閃存廠商設備的通用適配性,從而會在一定程度上犧牲性能和特性的優化。

其四,NVMe接口的SSD目前缺乏完善的設備監控管理接口和機制,這個方面還需要進一步優化。

那么,我們來對比一下業界采用高速PCIe接口做PCIe Flash,NVMe的SSD也是基于PCIe接口協議。從技術理論上來分析,PCIe接口由于直連CPU,提供較短的數據通路,從而企業關鍵應用能夠獲得較低的I/O響應時間。同時PCIe接口提供高達數GB/s的帶寬,為高帶寬、大并發的應用提供了足夠的帶寬資源。由此分析來看,對于企業關鍵業務應用方面,采用PCIe接口的閃存設備目前還是業界通用的選擇。

其實,我們從剛才提到的幾個繼續采用PCIe接口協議的廠商可以看到,如何更好地提供一個穩定與高性能的閃存解決方案給用戶才是贏得市場的關鍵。對此,以Shannon Systems的閃存卡為例,我們的PCIe Flash采用的是軟件定義閃存的架構,把閃存定位在更貼近于內存的一層I/O池,充分利用軟件的靈活性和健壯性,與底層硬件構成一個高性能、高可靠的存儲系統,并達到系統性能和穩定性。

對于這個問題,Shannon Systems是如何實現的呢?其軟件定義閃存架構的優勢主要表現在哪些方面呢?

Shannon Systems創始人之一、董事長兼首席執行官的陽學仕介紹說,早在2007年,業界以Fusion-IO為代表的廠商就開始了軟件定義閃存的商用,目前也已經成為業界PCIe SSD中部署量較大、商用時間較長的產品形態。

軟件定義的架構直接的優勢,能幫助用戶提供更高系統性能,更低延遲與更高IOPS,同時實現更低功耗。

由于硬件部件的減少,軟件定義的閃存架構提供更高的系統穩定性和可靠性。

還有一個重要的優勢在于,軟件定義的架構能夠提供豐富的API接口,包括完善的監控機制,在用戶大規模部署時尤為重要。

Shannon Systems的PCIe Flash利用軟件定義架構,針對應用優化的專用接口,如原子寫操作,實現了用戶應用性能的大幅度提升,如Mysql的應用等。

Shannon Systems的PCIe Flash提供豐富的客戶定制化可能,比如在線地改變系統冗余OP配置,在需要時能夠開放更多的用戶可用空間。這不僅帶給用戶閃存更大的價值,同時也節省了用戶的開銷與成本。

這個世界上,任何一種技術都可能“此一時彼一時”,滿足用戶需求才是根本。作為一直以用戶需求為發展目的的閃存廠商,Shannon Systems在對不同技術的客觀認知過程中,也不會放棄對于新技術的研究。為此,陽學仕也透露了他的想法,Shannon Systems會一直密切關注NVMe技術的發展和成熟,并積極地做出技術積累和儲備。但是,不會因為一個NVMe的出現,而將自己的發展方向鎖定在NVMe上。在時機成熟的時候,Shannon Systems會推出支持NVMe協議的產品,并作為對現有產品線的一個補充。