英特尔新发三款SSD 推动PCIe/NVMe固态硬盘发展

一块硬盘的IOPS能达到多少？即便是主流的15k转速的高速磁盘也不会达到1000 IOPS。至于数据传输带宽、读写延迟等性能也非常低，所以对存储性能要求较高的企业用户，必须采购存储阵列满足其对性能的需求，但是这样一来磁盘堆积的多了之后，整个阵列的可靠性、容量浪费以及设备能耗问题都变得非常突出。讨论至此需要说的是，正是有这些问题的存在，闪存技术才会在今天高速发展，另一方面闪存技术的发展使得PCIe成为了下一代连接存储与计算的桥梁。

英特尔近日发布了全新的PCIe SSD产品，包括面向写入密集型应用的英特尔固态盘 DC P3700 系列，面向混合工作负载的英特尔固态盘DC P3600系列，以及适合读取密集型应用的英特尔固态盘DC P3500系列。

这是英特尔第一次发布数据中心PCIe/NVMe的固态硬盘产品(需要指出的是，在新品中不仅有PCIe闪存卡形态，还有SFF-8639接口的版本)，也算是其推动PCIe/NVMe固态硬盘走向成熟的重要一步。随着三款新品的发布，英特尔在企业级闪存市场上的地位变得更为重要。

现在我们看到英特尔在闪存领域中的角色能够说来自三个方面，首先是PCIe/NVMe标准化的推动者。在过去数届的IDF大会上，英特尔都会有技术课程来介绍PCIe/NVMe作为固态硬盘接口的优势和发展进程。当然这仅仅是英特尔推动PCIe/NVMe发展的举措之一，在PCIe/NVMe标准的制定、驱动生态系统的完善以及产品和技术的优化方面，英特尔都发挥了不可替代的作用。(下图则是对PCIe/NVMe驱动生态系统发展进程的展示)

除了PCIe/NVMe标准化的推动者，很明显三款PCIe/NVMe新品预示着英特尔更是企业级闪存技术的践行者。当下英特尔的企业级闪存方案客户集中在互联网、医疗、教育、政府和企业四个领域，使用的大部分为DC S3500、S3700为主的SATA接口的固态硬盘产品。由于PCIe/NVMe刚发布，其应用客户并不是很多。由于PCIe接口本身的性能会比SATA高很多，而且NVMe 1.0 规范在保证数据完整性、高耐用性的基础上挖掘 PCIe 接口固态盘的潜能，从而使这一系列固态盘实现了6倍于6 GB/秒 SATA固态盘的吞吐量，超低的延迟，并进一步帮助企业提升成本效益。

但是很明显，SATA走向PCIe/NVMe是英特尔固态盘在2014年最为显著的创新举措。其在固态硬盘上的推广重点也必将从S3500和S3700转到P3500、P3600和P3700上来。而且，三款PCIe/NVMe固态硬盘已经在奇虎360有所应用。其中P3500主要应用场景为搜索、云杀毒以及缓存类应用等;P3600主要的应用场景则是注重读写平衡的MySQL和NoSQL等;而对于高性能/高寿命的P3700，其主要的应用场景主要是CDN等对处理高并发的读写请求、日均写入量较大、写持久性强的应用。能够预见的是，英特尔PCIe/NVMe固态硬盘的普及路线也将是从互联网行业走向更多有热数据高效存储及处理需求的传统企业市场。

最后，推动PCIe/NVMe标准化和做更多的固态硬盘产品和解决方案仍然是见效非常快的角色，作为打造生态系统的专家，英特尔更多的角色应该是打造一个以PCIe/NVMe固态硬盘为核心的标准化的闪存生态圈。这点意义要超过英特尔的前两个角色，闪存之所以发展如此之快，很大程度上是和英特尔推动PCIe/NVMe标准化、与合作伙伴共同打造闪存生态圈以及将标准化的闪存产品推向用户是分不开的。能够说Fusion-io为代表的闪存初创厂商让数据中心客户看到了闪存的优势，而以英特尔与其合作伙伴打造的联盟则将真正推动闪存作为一个标准化的组件出现在了数据中心当中。

在2014英特尔固态盘媒体沟通会上，英特尔公司技术及制造事业部副总裁Bill Lesznske表示未来英特尔的闪存产品线将会有三条，第一条是在数据中心的产品线，也就是服务器闪存(这条产品线未来应该是以PCIe/NVMe闪存为主);第二条是针对于企业客户端提供可管理性、安全性和降低整体成本的产品;第三条是消费级固态硬盘产品，尤其是针对“发烧友”级的消费者提供高性能硬盘产品(英特尔730系列固态盘应该是当下这条产品线的代表产品)。三条产品线有不同的特点，在数据中心这边英特尔强调性能的一致性，在第二条产品线强调降低整体成本和安全性、可管理性，第三条消费者级是强调高性能的价值。

   为什么是NVM Express？

    磁盘市场上英特尔并非是一个非常活跃的角色，但是在闪存市场却是最积极的推动者。特别是在NVMe的标准设计以及推广上，那么为什么是NVMe呢？原因很简单，NVMe最有可能成为非易失性存储度身定制的标准化接口。

    SAS过于复杂的体系架构虽然接口带宽已经发展到了12Gb/s，而且针对磁盘能够说是一个非常优良的接口，一方面SAS通过HBA卡方便的组织多块硬盘形成一个完整的存储池，而且当下随着光纤SAS技术的发展，其在存储阵列中的应用也越来越多。但是SAS架构过于复杂，对于追求高性能而且可靠性比磁盘高的多的闪存来说并不是一个好选择，这催生了固态硬盘接口从SAS/SATA向PCIe的转换，但是出现的新问题是物理接口转换到PCIe之后，那么数据传输协议使用什么呢？LSI之前的做法是在PCIe闪存卡中加入一个SAS控制器进行转接，从根本上讲这依然是一个SAS固态硬盘。NVMe就在这种背景下被设计出来，它规范了PCIe闪存卡存储数据的协议标准，使得PCIe成为了更优秀的硬盘接口。

    上图直观的展示了PCIe/NVMe的优势，在4K随机读/写负载中，PCIe/NVMe带来6倍于6Gb/秒SATA的吞吐量提升。在队列深度设为128时，4K全读负载的IOPS将近50万。而这对于SAS/SATA都是无法做到的。所以未来主机端PCIe闪存卡将是一个Tie0层存储的最佳选择。

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