在硬盤從HDD時(shí)代進(jìn)入到SSD時(shí)代的過程中，隨著SSD技術(shù)的發(fā)展以及性能的提升，部分SSD已受到SATA最大吞吐量的限制，整個(gè)系統(tǒng)性能瓶頸逐漸從硬盤端轉(zhuǎn)移到協(xié)議和接口端，AHCI協(xié)議、SATA接口已無法滿足高性能和低延時(shí)SSD的需求，在數(shù)據(jù)加速的時(shí)代下，急需新的協(xié)議與接口助力SSD滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。

在這樣的背景下，英特爾、戴爾、三星、西部數(shù)據(jù)等企業(yè)于2009年組成聯(lián)盟，共同開發(fā)NVM Express管理接口規(guī)范，旨在讓SSD遷出傳統(tǒng)的SATA和SAS接口，滿足高性能應(yīng)用和工作負(fù)載不斷變換的存儲(chǔ)需求。

作為NVM Express成員之一，西部數(shù)據(jù)在企業(yè)級(jí)的遷移中發(fā)揮作用，基于NVMe協(xié)議為企業(yè)提供新的存儲(chǔ)技術(shù)和解決方案，推出Ultrastar NVMe 系列SSD并提供相應(yīng)的存儲(chǔ)平臺(tái)，最新一款雙端口高性能Ultrastar DC SN840 NVMe SSD于6月29日推出。

與SATA相比，NVMe的兩大優(yōu)勢(shì)

根據(jù)行業(yè)據(jù)行業(yè)分析公司IDC預(yù)測(cè)，服務(wù)于超大規(guī)模云客戶、OEM廠商和終端用戶的IT組織都將繼續(xù)放棄使用傳統(tǒng)的SATA和SAS接口。

至2020年，NVMe有望占據(jù)企業(yè)級(jí)PCIe SSD總出貨量的55%以上，并在2018-2023年間以38%的復(fù)合年增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)。

選擇NVMe顯然已是大勢(shì)所趨，那么相比于SATA，NVMe究竟有哪些優(yōu)勢(shì)？

相比于SATA，NVMe的性能更高。為HHD而生的SATA能夠適用于早期的SSD，屬于半雙工運(yùn)行，即每個(gè)時(shí)間點(diǎn)只能執(zhí)行讀取或者寫入。

NVMe SSD則是全雙工運(yùn)行，即可以同時(shí)執(zhí)行讀寫操作，這就意味著在需要進(jìn)行大量讀寫的情況下，例如高性能計(jì)算、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)以及數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用場(chǎng)景，NVMe無疑是更好的選擇。

以西部數(shù)據(jù)的產(chǎn)品為例，其Ultrastar DC SN840 NVMe SSD可提供高達(dá)780K/250K的隨機(jī)讀/寫IOPS，比SATA SSD提高了5倍，且前者所需響應(yīng)時(shí)間更短。

NVMe的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在低時(shí)延上。存儲(chǔ)介質(zhì)、控制器以及軟件接口標(biāo)準(zhǔn)是造成硬盤存儲(chǔ)時(shí)延的三大因素，在存儲(chǔ)介質(zhì)方面，閃存要比傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤速度快，SATA無法應(yīng)用在閃存介質(zhì)上，但NVMe不僅可以用在以閃存為媒介的SSD上，也可以應(yīng)用在高性能和低延時(shí)的新型介質(zhì)上。在控制器方面，基于PCle的SSD時(shí)延更低。

軟件接口方面，由于NVMe減少了對(duì)寄存器的訪問次數(shù)并采用并行或者多線程優(yōu)化，縮短了CPU到SSD的指令路徑。結(jié)合三者來看，NVMe SSD具有非常低的延時(shí)。 

當(dāng)然，NVMe SSD本身也在不斷發(fā)展，此次西部數(shù)據(jù)推出的Ultrastar DC SN840 NVMe SSD，不同于之前專用場(chǎng)景的SN340和支持通常工作負(fù)載的SN640，而是適用于各類工作負(fù)載并提供高性能的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)。

NVMe SSD潛力釋放還需搭載新型架構(gòu)

基于NVMe閃存的存儲(chǔ)系統(tǒng)可為DAS、SAN和NAS帶來顯著的性能提升，但傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)可能會(huì)成為NVMe SSD發(fā)揮全部潛力的掣肘，進(jìn)而導(dǎo)致存儲(chǔ)資源無法得到充分利用、低效率的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象以及運(yùn)營(yíng)成本十分昂貴等問題。因此在從SATA轉(zhuǎn)向NVMe的過程中，搭載新型架構(gòu)也是釋放存儲(chǔ)資源的關(guān)鍵一步。

西部數(shù)據(jù)最新發(fā)布的新款OpenFlex Data24，允許多臺(tái)主機(jī)通過低延遲以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)共享Ultrastar NVMe SSD的全部帶寬，這能夠幫助數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商通過擴(kuò)容以及更高效地利用解耦閃存來滿足苛刻工作負(fù)載的更高性能需求。

同時(shí)OpenFlex Data24能夠在2U機(jī)箱中配置24個(gè)熱插拔Ultrastar DC SN840 NVMe SSD，提供最高368TB的共享存儲(chǔ)容量，滿足服務(wù)器存儲(chǔ)擴(kuò)展的需求。

OpenFlex Data24中內(nèi)置RapidFlex控制器可銜接到NVMe/NVMe-oF，同24個(gè)SN840 NVMe SSD集成OpenFlex Data24 NVMe-oF存儲(chǔ)平臺(tái)，這就意味著，企業(yè)想要使用Ultrastar DC SN840 NVMe SSD，可以直接購(gòu)買相應(yīng)的配置，而無需自己部署或者等待其他廠商的服務(wù)器。 

值得一提的是，基于RapidFlex RDMA的NVMe-oF控制器可以在無需外部交換機(jī)的情況下通過100GbE端口直接連接最多6臺(tái)主機(jī)，即使有多達(dá)六個(gè)適配器添加到OpenFlex Data24， RapidFlex控制器也可以提供低于500納秒的延遲以及高達(dá)13M IOPS/70GB/s的預(yù)期性能。

雷鋒網(wǎng)(公眾號(hào)：雷鋒網(wǎng))小結(jié)

數(shù)據(jù)時(shí)代，存儲(chǔ)與計(jì)算同等重要，尤其是對(duì)于企業(yè)而言，由于需要改善網(wǎng)絡(luò)游戲、數(shù)字支付、即時(shí)消息服務(wù)、電子商務(wù)和流媒體等領(lǐng)域的客戶體驗(yàn)，時(shí)延和性能成為存儲(chǔ)平臺(tái)升級(jí)所考慮的關(guān)鍵因素。

目前的情況是NVMe SSD版圖逐漸擴(kuò)大，SATA與SAS所占市場(chǎng)份額越來越小，那么在不久的將來，NVMe是否能夠完全取代SATA和SAS呢？