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分析:NVMe达到临界点

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下个月将有一个专门的NVM Express(NVMe)大会举行,这次活动将进一步巩固NVMe这种主机控制器接口和存储协议在过去一年中达到临界点的行业共识。

来源:EETimes2018-12-03 14:09:35

关键字: NVMe

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下个月将有一个专门的NVM Express(NVMe)大会举行,这次活动将进一步巩固NVMe这种主机控制器接口和存储协议在过去一年中达到临界点的行业共识。

Coughlin Associates创始人Thomas Coughlin表示:“今年是NVMe的重要一年。明年,我们将看到大部分新产品采用NVMe。”

Coughlin表示,这其中就包括使用相对较新的NVM Express Over Fabrics(NVMe-oF)规格的产品,甚至还有一些使用NVMe的硬盘产品。“看起来它就像是一种通用的存储架构。”

NVMe的主要优点之一是该接口释放了SSD中闪存的内部性能,而之前这部分性能一直受到专为旋转型磁盘设计的架构的局限。但Coughlin并不认为SATA会很快消失。“现存的还有很多基础设施,人们将继续支持这些基础设施,”他说。

Coughlin表示,客户端和企业应用将越来越多地利用NVMe来充分发挥闪存、以及其他内存级存储(例如3D Xpoint和其他新兴技术)的性能,同时NVMe-oF将支持老旧的存储技术继续使用。

Coughlin指出,该标准的另一个特点,是能够通过使用NVM Express Management Interface (NVMe-MI)将管理从SSD转移到主机上。而这一点是伴随着计算存储概念正在逐步发展出现的,也就是处理能力被置于存储设备本身上的时候。Coughlin认为,NVMe在这方面也扮演着重要的角色,正如最近由存储网络行业协会(SNIA)组建的计算存储技术工作组正在做的事情。

分析:NVMe达到临界点

2018年对于这家NVM Express组织来说是忙碌的一年,相继公布了对NVM Express Management Interface (NVMe-MI)以及相对较新的NVM Express Over Fabrics(NVMe-oF)的更新,这些都将在明年得到人们的很多关注。

据该组织总裁Amber Huffman称,第一个NVMe规范是在2011年公布的,后来加入了NVMe-MI用于统一管理设备,以及NVMe-oF,在可预见的未来这家NVM Express组织将大力推动NVMe-oF。NVMe规范支持所选框架,无论是以太网还是Omnipass等,都可以利用隧道协议端到端地利用NVMe。Huffman表示,与PCIe不同,PCIe在连接数十台设备的时候表现不佳,而NVMe-oF可以连接数据中心的数千台设备。

Huffman表示,NVMe-oF 1.1版将于明年初推出,除了RDMA和光纤通道外,还将包括一个TCP层,允许使用InfiniBand、以太网或Omnipass。通过引入TCP,很多那些现有投资于没有RDMA功能的网络接口卡的厂商们都可以利用NVMe-oF。

第一个NVMe规范逐渐增加了更新的功能——1.2版本中的实时固件更新和1.3版本中的清理功能已经在SCSI和SATA中很常见了。明年年中推出NVMe 1.4版本将增加IO Determinism功能,以确保跨网络和存储的紧密且一致的延迟。同时,新增的管理规范也提供了管理设备机箱的能力。

Huffman表示,NVMe的目标始终是保持精益和均衡,开放以适应新技术,如新兴的存储级内存(如3D Xpoint和Optane)。随着SD 7.0的推进,SD Card Association协会将采用NVMe来扩展性能。她说,目标始终是确保NVMe是一个可以针对未来存储级内存进行优化的接口。

在对NVMe规范的所有更新和扩展中,互操作性一直是关键。随着NVMe的发展,每年举办两次的NVMe Plugfest大会也在不断发展。最近刚刚结束的第十届大会上除了有相当成熟的传统NVMe SSD环节之外,还结合了针对NVMe管理界面和NVMe-oF的新测试。

新罕布什尔大学互操作性实验室的数据中心技术高级工程师David Woolf表示,今年有很多人都对利用TCP进行NVMe概念验证很感兴趣,包括不同厂商之间不同的互操作性测试。Woolf说:“我们试图确保我们在Plugfest进行的测试是遵循规范的,现在在这方面还有一点滞后。”

尽管NVMe协议设计之初考虑到了闪存,但它与控制器背后的内存类型是无关的,Woolf说。这意味着从NVMe一致性的角度来看,相同的协议测试也是适用的,尽管产品的性能和延迟可能各不相同。尽管测试结果可能相同,但随着NVMe规范变得越来越复杂,并且添加了越来越多的功能,测试也会变得越来越复杂。例如,添加更多测试来适应NVMe 1.3中的变更。

最后,NVMe路线图是Plugfest大会的指南,Woolf说。“有一些关于开放式通道类型驱动器和计算存储的讨论。那是相当遥远的事情。当这些在规范中得到批准和采用时,我们希望在这些在被添加到测试之前我们是得到了通知的。”

随着NVM Express更多专注于NVMe-oF,测试工作也随之而来,因此确保它可以在现实场景中进行有效的部署。

分析:NVMe达到临界点

 计划于明年发布的NVMe 1.4将支持IO Dterminism,让主机能够将SSD视为许多小型子SSD,并在每个小型子SSD中并行处理IO。

Micon一直是NVMe-Of的先驱厂商,已经在去年年初发布的标准之上更进了一步。Micron的SolidScale架构专为低延迟、高性能地访问计算和存储资源访问而创建,专门解决数据中心CPU利用不足的问题,因为当时部署在应用服务器中的NVMe SSD对IOPS和容量的使用不到50%。

今天,Micron仍然将企业和云客户群体视为他们的主要采用者,Micron NVMe产品线经理Cliff Smith这样表示。“今年我们已经看到了很多规模很大的云客户,他们以SSD、在某些情况下还有组件的形式消耗了相当多的闪存。”

而这主要是受到了从SATA SSD向NVMe SSD过渡的推动。与此同时,戴尔、HP和联想等厂商通过向他们的服务器中添加新技术来引导企业客户群体,而亚马逊或微软等云厂商拥有整个堆栈,因此他们可以更快地采用NVMe。

Smith表示,NVMe正在通过炒作周期,现在被有效地整合,部分原因是大型存储厂商已经吞并了许多创新的初创存储公司,这些存储公司从一开始就使用全闪存阵列,采用软件驱动的方法利用NVMe驱动器。与此同时,超大规模数据中心运营商和大型企业客户已经实施了这些技术。

尽管3D Xpoint和英特尔最近推出的Optane逐渐商业化,Micron的解决方案仍然坚持使用基于NAND的NVMe产品线,同时,3D Xpoint将更多地被视为内存,而不是NVMe接口的替代选择。

Smith说:“我们的想法是,存储级内存是另一个层,在这个层中除了DRAM之外,你将有两个到四个机架。你可以让数据更靠近处理器,这对于深度学习和机器学习算法有很大的意义,因为你有一个特定的数据集保留在缓存中。我们真的不想在NVME总线上做存储级内存。”

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