闪存融合大数据的硬变之路

组合：浑水摸鱼，争取时间

PCIe闪存卡滥觞于Fusion-io，思路很简单：闪存芯片与PCIe总线之间，为什么要经过先通过闪存控制器转换成SAS协议，再经SAS IC/HBA转换成PCIe协议呢？省去两次SAS转换的中间环节，直接用闪存控制器连接闪存芯片和PCIe总线就好了嘛！

Fusion-io列出的RAID/SAS控制器桥接方案（上）与原生PCIe控制器方案（下）的数据处理流程对比图。理论上，少掉了不必要的中间环节，确实有助于缩短延迟

这样做起码有三大好处：

1. 缩短延迟——少了中间环节，延迟自然更短；
2. 提高带宽——SAS 2.0是6Gb/s，对高性能SSD已经是瓶颈；PCIe 2.0 x8是40Gb/s，6倍以上；
3. 降低成本——只用一个闪存控制器芯片就可以搞定，不需要SAS IC什么的，对供应商而言，省钱省空间。

有道是知易行难，道理都明白，但目前Fusion-io仍然享受着先发优势。林治宏表示，PCIe接口的闪存控制器在SandForce的发展路线图上，但何时推出还不能透露。

开发原生（Native，不需经SAS/SATA转换）的PCIe闪存控制器，对于已经有SATA闪存控制器和SAS技术的LSI来说，难度是要大于SAS闪存控制器的。可是市场不等人，架构不先进总好过连产品都拿不出来。因此，在收购SandForce之前，LSI就用自家的SAS IC LSISAS2008加上6个使用SandForce控制器的SATA闪存模块（其实就是SATA SSD），推出了PCIe闪存卡WarpDrive。完成对SandForce的收购之后，LSI又以类似的手法，推出了第二代的Nytro WarpDrive应用加速卡。

Nytro WarpDrive应用加速卡与第一代WarpDrive SLP-300采用相同的架构——通过SAS控制器LSISAS2008，转接几个SATA闪存模块。主要区别在于，闪存模块增加了eMLC，闪存控制器也从SF-1500升级为SF-2500

这么做的还有英特尔，与Nytro WarpDrive同期推出的Intel SSD 910，也用了LSISAS2008，带着最多4个SAS闪存模块（Intel和Hitachi GST合作开发的SAS闪存控制器）。在这种SAS IC + SAS/SATA SSD的组合下，后者接口是SAS还是SATA，基本没有区别。

经过SAS转换的组合方案会比原生PCIe增加多少延迟？LSI公司加速存储事业部总监Michael Chang认为，决定延迟并不在接口转换，而在于闪存控制器与后面NAND闪存的通讯，这方面SandForce有优势。不过，除了少数对延迟特别苛刻的场景（譬如双十一的淘宝），也颇有人在了解这两种架构的差异之后问：这能增加多少延迟？要求至于这么高吗？

Oracle上一代数据库一体机Exadata X2采用的Sun Flash Accelerator F20PCIe卡，4个采用Marvell闪存控制器的SATA闪存模块，通过LSISAS1068E连接到PCI Express总线上。作为LSISAS2008的上一代产品，LSISAS1068E是一款3Gb/s SAS IC（LSISAS2008为6Gb/sSAS），一方面可见在SAS IC + SAS/SATA闪存模块的“组合”PCIe闪存卡方案中LSI之“无处不在”，也说明Marvell在闪存控制器上的布局要早于LSI

LSI公司院士、CIO办公室系统架构师Robert Ober则以美国银行的Jeff为佐证：Jeff是华尔街最有名的架构师之一，他所在的美国银行每年在服务器机房方面的花费大约是50亿美元，同时他还是Fusion-io的技术咨询师。去年11月他参加了美国银行创新峰会，展示了目前市场上PCIe闪存卡的性能图表，他在现场问观众“这些卡的区别是什么？”大家说法不一。他说，对我们现在的应用来说，这些卡的性能都差不多，已经足够快了。我们现在应该专注于做“有用”的解决方案，这就是LSI所选择的方向。现在业界已经有了足够快的方案，但还存在着很多其他问题，这就是系统专家要为客户解决的。

独家专访LSI公司院士、CIO办公室系统架构师Robert Ober，和LSI公司加速存储事业部总监Michael Chang。此次会面根据他们拜访百度的时间做了调整，腾讯、阿里巴巴这样的大型互联网公司也与LSI有很密切的合作关系，文章后半部分会谈到相关话题

既然增加这个转换对延迟的影响一时说不清楚，那就看看实际的市场表现吧。Nytro WarpDrive应用加速卡推出以来，赢得了两个大OEM客户：

1. EMC的服务器闪存缓存解决方案VFCache，入选的PCIe闪存卡还有Micron RealSSD P320h——采用IDT开发的原生PCIe闪存控制器，总体架构更贴近Fusion-io的ioDrive。这样看来，起码EMC不认为两种架构之间有多大差异；
2. Oracle的新一代数据库一体机Exadata X3。之前的Exadata，配备的PCIe闪存卡Sun Flash Accelerator F20部分使用了Marvell的技术。能把在闪存控制器上先行一步的“死敌”Marvell踢出局，于LSI也是乐事一件。

Micron RealSSD P320h PCIe闪存卡采用一枚IDT的ASIC作为闪存控制器，直接将美光的闪存芯片连到PCI Express总线上。这个IDT ASIC遵循制订中的NVMe标准，FIO曾是该组织的重点打击对象

当然，就像前面所提到的，LSI很清楚，没有SAS/SATA这个中间环节的所谓Native（原生）PCIe闪存卡是大势所趋，自己推出这样的产品也只是时间问题。问题是组合方案可以争取时间，哪怕只是一两年。LSI/SandForce参与了包括NVMe在内的多个PCI Express SSD接口相关标准组织，个人认为或许一年内LSI就能推出原生的PCIe闪存控制器，毕竟竞争对手如Marvell也不会闲着，譬如Intel的920……