作為NVMe標準的主要發(fā)起者,英特爾已經(jīng)推出了多款NVMe閃存卡和SSD盤,業(yè)界也有不少友商開始大行NVMe之道,初步來看,似乎NVMe已經(jīng)主導了許多閃存廠商。但是,NVMe真的就如大家所說的那么美好嗎?大家快速轉(zhuǎn)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(xié)議標準,雖然其與控制閃存沒有任何關聯(lián),但NVMe規(guī)范了SSD控制器與操作系統(tǒng)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(yè)界存在大量基于PCIe總線協(xié)議的SSD,而這些SSD并不一定支持NVMe協(xié)議;這類產(chǎn)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(qū)動程序與物理設備交互。目前業(yè)界主流的PCIe SSD,如華為、Shannon Systems、Fusion-IO(Sandisk)、Virident(WD)等閃存廠商都采用自有的驅(qū)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(wěn)腳跟,與用戶直接需求與采用分不開的。那么NVMe也被英特爾還有業(yè)界其他閃存友商所推崇,NVMe最大的優(yōu)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(qū)動程序適用于所有產(chǎn)商的SSD設備,因此其優(yōu)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(qū)動版本對操作系統(tǒng)有嚴格的要求。例如,對于Linux需要3.3以上版本的內(nèi)核(Centos7/Redhat7)才內(nèi)置NVMe驅(qū)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(qū)動的相對較新,還在業(yè)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(qū)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最優(yōu)化。
其四,NVMe接口的SSD目前缺乏完善的設備監(jiān)控管理接口和機制,這個方面還需要進一步優(yōu)化。
那么,我們來對比一下業(yè)界采用高速PCIe接口做PCIe Flash,NVMe的SSD也是基于PCIe接口協(xié)議。從技術理論上來分析,PCIe接口由于直連CPU,提供最短的數(shù)據(jù)通路,從而企業(yè)關鍵應用能夠獲得最低的I/O響應時間。同時PCIe接口提供高達數(shù)GB/s的帶寬,為高帶寬、大并發(fā)的應用提供了足夠的帶寬資源。由此分析來看,對于企業(yè)關鍵業(yè)務應用方面,采用PCIe接口的閃存設備目前還是業(yè)界通用的選擇。
其實,我們從剛才提到的幾個繼續(xù)采用PCIe接口協(xié)議的廠商可以看到,如何更好地提供一個穩(wěn)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,我們以Shannon Systems的閃存卡為例,Shannon Systems的PCIe Flash采用的是軟件定義閃存的架構(gòu),把閃存定位在更貼近于內(nèi)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(gòu)成一個高性能、高可靠的存儲系統(tǒng),并達到最優(yōu)的系統(tǒng)性能和最強的穩(wěn)定性。
對于這個問題,Shannon Systems是如何實現(xiàn)的呢?其軟件定義閃存架構(gòu)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在哪些方面呢?
來自Shannon Systems創(chuàng)始人之一、董事長兼首席執(zhí)行官的陽學仕介紹說,早在2007年,業(yè)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(jīng)成為業(yè)界PCIe SSD中部署量最大、商用時間最長的產(chǎn)品形態(tài)。
軟件定義的架構(gòu)最直接的優(yōu)勢,能幫助用戶提供更高系統(tǒng)性能,更低延遲與更高IOPS,同時實現(xiàn)更低功耗。
由于硬件部件的最少化,軟件定義的閃存架構(gòu)提供更高的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。
還有一個重要的優(yōu)勢在于,軟件定義的架構(gòu)能夠提供豐富的API接口,包括完善的監(jiān)控機制,在用戶大規(guī)模部署時尤為重要。
Shannon Systems的PCIe Flash利用軟件定義架構(gòu),針對應用優(yōu)化的專用接口,如原子寫操作,實現(xiàn)了用戶應用性能的大幅度提升,如Mysql的應用等。
Shannon Systems的PCIe Flash提供豐富的客制化可能,比如在線地改變系統(tǒng)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(jié)省了用戶的開銷與成本。
這個世界上,任何一種優(yōu)秀的技術都可能“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(fā)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,Shannon Systems的陽學仕也透露了他的想法,說公司一直密切關注NVMe技術的發(fā)展和成熟,并積極地做出技術積累和儲備。但是,Shannon Systems絕對不會因為一個NVMe的出現(xiàn),而將自己的發(fā)展方向“鎖定”在NVMe上。在時機成熟的時候,Shannon Systems會有支持NVMe協(xié)議的產(chǎn)品,并作為對現(xiàn)有產(chǎn)品線的一個補充。