目前,針對數(shù)據(jù)中心應(yīng)用很多廠商推出采用PCIe總線的固態(tài)硬盤(SSD),進而來改善目前采用SATA或是SAS接口的固態(tài)硬盤性能,針對這一趨勢,英特爾、美光(Micron)等共80家廠商組織了一個聯(lián)盟具體定義NVMe(Non-Volatile Memory Express)接口標準,采用該標準的首批固態(tài)硬盤之后陸續(xù)上市。
對于未來PCI-E固態(tài)硬盤的市場機會,可以從兩大方面進行市場研究——數(shù)據(jù)中心以及客戶端平臺。而在企業(yè)級數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,PCI-E固態(tài)硬盤可優(yōu)化總體擁有成本,提升固態(tài)硬盤性能密度。
作為PCI-Express固態(tài)硬盤相比其他接口的固態(tài)盤,擁有更為高級的連接接口和成熟的內(nèi)存管理技術(shù)。一方面,它采用了可靠的協(xié)議體系架構(gòu),支持設(shè)備層面的協(xié)議錯誤檢測、校正、報告和熱插拔/熱替換。支持可擴展帶寬/頻率,擁有先進的功耗管理,同時還支持虛擬通道可提供更好的服務(wù)質(zhì)量。
另外,PCI-E固態(tài)硬盤還擁有先進的地址映射系統(tǒng),支持垃圾回收和耐久性管理,可提供超高的服務(wù)穩(wěn)定性。相比其他接口SSD,在數(shù)據(jù)帶寬、延遲、可擴展和可靠性、總體擁有成本方面都有顯著優(yōu)勢。
基于PCI-E接口的固態(tài)硬盤在事務(wù)處理方面將優(yōu)于傳統(tǒng)的SAN方案。一方面,PCI-E固態(tài)硬盤省去了光纖通道,通過板卡內(nèi)置高效傳輸通道直接實現(xiàn)高性能數(shù)據(jù)傳輸;另一方面,在執(zhí)行應(yīng)用負載并存儲數(shù)據(jù)庫平臺上,PCI-E固態(tài)硬盤可實現(xiàn)更低延遲,而且成本也更低。2012年推出的SSD 910是Intel第一款PCIe插卡式固態(tài)硬盤,也是9系列SSD的第一款產(chǎn)品。通過采用PCIe接口,它提供了比傳統(tǒng)SAS/SATA接口高得多的性能。
另一方面,數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器端緩存也是PCI-E固態(tài)硬盤的市場。得益于其性能遠超SAS/SATA固態(tài)硬盤,減少了額外的光纖或者以太網(wǎng)傳輸,使得數(shù)據(jù)更為直接和高效傳輸。
而之前談到的NVMe是一種為企業(yè)級、客戶端系統(tǒng)所用的PCI-E固態(tài)硬盤而專門設(shè)立的高性能、高擴展主機控制接口。它將廣泛采用PCIe 固態(tài)硬盤,采用能夠兼容大多數(shù)操作系統(tǒng)的標準驅(qū)動程序,并為固態(tài)硬盤設(shè)置標準一致的功能,OEM將不必再為單個SSD設(shè)置單獨的驅(qū)動程序。
如之前談到,隨著企業(yè)級PCI-E固態(tài)硬盤特性和在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的優(yōu)勢,2014年第二季度Intel將發(fā)布三款NVMe接口企業(yè)級固態(tài)硬盤。正式命名分別為DC P3700、DC P3600、DC P3500系列,均采用20nm MLC NAND閃存顆粒,將取代現(xiàn)有的DC S3700、DC S3500系列產(chǎn)品。
該系列產(chǎn)品外形上看起來完全相同,都提供2.5寸、PCI-E 3.0 x4擴展卡,均完整覆蓋散熱片,功耗方面均為寫入時25W、待機時10W,支持端到端數(shù)據(jù)保護、掉電數(shù)據(jù)保護、AES-256加密。其中DC P3700的容量提供2TB、1.6TB、800GB、400GB。DC P3500則是有2TB、1.2TB、400GB的容量型號。
兩款產(chǎn)品的性能基本一致,PCI-E模式下最高持續(xù)讀寫都很大提升,4K隨機讀取最高450000 IOPS,4K最高寫入則是唯一不同的,最高分別為180000 IOPS、70000 IOPS、35000 IOPS。
規(guī)格上,DC P3500與P3700主要區(qū)別采用英特爾高耐用性閃存技術(shù)(High Endurance Technology),該技術(shù)耐久性更好和更加可靠。而DC P3500則沿用了傳統(tǒng)閃存技術(shù)。DC P3000系列產(chǎn)品都擁有持久的原生PCIe性能、數(shù)據(jù)吞吐能力超過SATA接口五倍并搭配低延遲存儲接口。所有產(chǎn)品也都具備終端到終端數(shù)據(jù)保護、掉電數(shù)據(jù)保護以及AES 256位加密機制。
由此,英特爾所有針對數(shù)據(jù)中心推出的三個DC P3000系列產(chǎn)品,在SFF-8639雙端口接口卡上提供兼容2.5寸SATA,SAS和在PCIe NVMe技術(shù),該SFF-8639雙端口接口卡在英特爾至強處理器平臺已經(jīng)采用,并將廣泛應(yīng)用到下一代Intel Xeon平臺。