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NVMe標準如何引爆SSD閃存時代?

如果兩個人都懂得漢語,那麼他們可以通過漢語進行高效的溝通,這是再簡單不過的事,當然他們也可以規定一種新的肢体或者口頭語言進行溝通。事實上,我們也確實因為地域或者其他因素影響而形成了不同的語言和溝通方式。但是參與協作和溝通的人數不斷增加,那麼商定一個標準語言是高效溝通的必經之路。

 

標準化的力量

 

進一步分析就會發現,語言潛移默化的為大規模溝通添加了一個標準,如此任何人的發言都容易被他人理解,大量的時間成本和精力被節省下來,每個人都可以專註於自己觀點的表達上。今天我們所有的閱讀、聊天、談判等等工作就是建立在這樣一種共通語言的基礎之上。

 

早在2000多年前,《禮記·中庸》就提出了“車同軌,書同文,行同倫”的理論,以此讓社會更加有序、高效的運作。

 

 

這就是標準化的力量,我們的工作和生活每時每刻都在享受標準化給我們帶來的便利,他讓人與人、人與物以及物與物之間的協作更加高效。

 

在IT世界,從編程語言到操作系統,從磁盤到超大規模資料中心,幾乎每位先驅都懂得發展和推動各類標準的意義,事實上這也是IT產業能夠高速發展的決定性因素之一。

 

新技術從誕生到沉澱成為標準

 

新的IT技術總是不斷涌現,並且從實驗室走向資料中心,此後在不斷實踐中,經受住市場考驗的技術和產品沉澱下來形成行業標準,新的標準則會塑造新的IT生態,行業變革悄然發生,併為下一輪的IT技術誕生和發展創造條件。

 

過去十年中,PCIe SSD正是經歷了從高新技術到標準化的轉變。早期的PCIe SSD因為Facebook、蘋果以及國內的淘寶等互聯網公司的青睞,積累下了第一批用戶和實踐經驗。數十萬IOPS、數GB/s的帶寬以及微秒級延遲使得硬碟的性能被推高了多個數量級,但是這時的PCIe SSD卻做不到拿來即用。不同的操作系統、不同的應用場景都需要PCIe SSD給出相應的驅動、配置、維護以及升級方案。

 

PCIe SSD作為資料中心的一個儲存組件,借助標準化構築完整的生態是必然趨勢,而NVMe正是在這樣一個背景下誕生併成為了PCIe SSD開啟閃存時代的引爆點。 (當然NVMe還在IO路徑、主機與SSD通信等多個環節有很多優勢,但是其首要的使命就是標準化。)

 

NVMe推動PCIe SSD標準化之後發生了什麼

 

NVMe 首先做的事情是統一PCIe SSD、操作系統以及與之相關組件的通信標準。RHEL及SUSE等Linux發行版、VMware ESXi、Windows等主流操作系統均支持原生NVMe驅動多年。借助原生驅動,Memblaze的PBlaze4及PBlaze5系列PCIe SSD就可以達到穩定的高性能狀態,PCIe SSD終於做到拿來即用了。

 

 

通過VMware官方認證測試的PBlaze5 NVMe SSD(部分),設備型別標註為NVMe

改變遠沒有止步於免裝驅動,NVMe使得PCIe SSD的研發以及兼容性測試等工作得到質的簡化。

 

如果是非標準的SSD,需要針對不同的服務器及操作系統均做兼容性測試才可以,但在NVMe 時代,將產品拿到UNH-IOL(一家專業NVMe認證機構)進行互通性認證,用戶、服務器及全閃存陣列廠商在UNH-IOL官網就可以獲取所有完成認證的產品信息。

 

NVMe Roadmap

 

NVMe 協議也在不斷的發展和進化,除了NVMe主協議,還有實現帶外管理等功能的NVMe MI及下一代網絡協議NVMe-oF。今天所有NVMe生態參與者以此為共同語言,雖然各家IT廠商所處領域各不相同,擅長的技術也千差萬別,但是因為NVMe橫跨全球的高效協作有了基礎。

 

例如,儲存廠商不再需要依賴於性能較低的SAS SSD才能達到系統級的高可用,不論是儲存巨頭還是全閃存陣列的後起之秀,都可以便捷的從性能、穩定性、高級特性等方面甄選來自全球的NVMe SSD,打造1000萬IOPS和40GB/s讀帶寬的全閃存陣列產品,如此高性能的儲存陣列可以借助Mellanox的RDMA解決方案構建NVMe-oF架構,實現更高級別的高性能和低延遲;在資料中心之外,蘋果早已將NVMe標準的儲存介質裝在了iPhone和MacBook上;Windows系統的PC同樣可以插上一塊M.2接口的NVMe SSD。

 

全球這樣的產品和案例數不勝數,但需要指出的是標準化並不意味著同質化。事實上,NVMe正不斷吸收各類新的技術規範,同時各家廠商可以充分利用自己技術優勢在NVMe這一平臺上進行創新。

 

一塊NVMe SSD不僅可以在容量等基礎引數上做文章,而且有雙端口、SR-IOV、Trim、熱插拔等特性,再進一步各家SSD廠商的資源調度、磨損均衡、垃圾回收等演算法更是各有千秋,這就使得NVMe SSD不僅有足夠的標準化保障其易用性,更有充足的差異化特性應對不同應用場景的需求。同樣,各類符合NVMe-oF的PCIe Switch等產品同樣有多樣化的技術和解決方案應對多樣化的用戶需求。

 

最終用戶將是NVMe最大受益者

 

NVMe降低了從SSD到服務器乃至整個解決方案的研發、部署和維護成本。從雙十一背後的電商平臺到承載數億播放量熱門網劇背後的CDN系統,NVMe SSD不僅是互聯網行業大規模部署的標準儲存組件,更幫助其實現了一個又一個營銷奇跡。

 

垂直行業客戶同樣受益匪淺,大型企業的ERP、CRM等關鍵業務系統可以借助NVMe SSD徹底擺脫傳統儲存的性能瓶頸,而中小企業即便不瞭解NVMe細節,也可以快速部署少數幾片NVMe SSD讓自己的虛擬機飛馳起來。

 

這一切都得益於NVMe帶來的標準化,在每年百億美元級的PCIe SSD市場上,NVMe正集合全球IT廠商之力塑造新的儲存生態,並將最終標的指向更加高效的為客戶創造價值。當然,無論雙十一還是承載大量虛擬機還都不是NVMe SSD乃至閃存的能力上限,人工智慧的大規模人臉比對系統、全球經濟資料分析等更多客戶價值正等著我們挖掘。

讓資料中心的未來充滿想象

 

不只是NVMe標準化組織官方,SNIA、PCI-SIG、Gartner、IDC等標準化組織和分析機構也同樣在推動NVMe發展。從磁盤等產品的發展歷程,我們可以預測NVMe 最終將成就從SSD到網絡的一大生態,市場充分驗證了NVMe的生命力和優勢。資料中心的儲存、計算以及網絡的變革也隨著NVMe的發展悄然展開,相信更多未知會因此加速到來,這是一件充滿想象空間的事情。

 

來源:Memblaze 微信公眾號

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