目前已經作為連接SD卡和SATA SSD的橋梁部署在超級本和平板電腦中了。隨著其在容量(計劃超過10TB)和速度(接近SATA)上的不斷提升,M.2 SSD已經準備好在服務器層面大展拳腳了。
考慮到SSD的構成因素并不受到介質尺寸、馬達高度或者硬盤盒等因素的影響,所以SSD在發展過程中要面對的障礙和傳統HDD相比完全不同。正是由于這些因素帶動了業界對于M.2 SSD的研發,它的構成僅僅需要一塊小型板卡和一個微型邊緣連接器。M.2在更名之前叫做NGFF(Next Generation Form Factor),這在某種程度上已經說明了一切。
M.2取代了之前的mSATA,畢竟后者的“體型”過于龐大了。M.2對于平板或者小型電腦的適應性更好,而且它也是從底層一步一步發展到支持雙面配置(double-sided,D2)的。這也使得M.2和它的上一代相比在組裝上更有優勢,畢竟mSATA只支持單面配置(single-sided)。
M.2 SSD的特性使得它在長度和寬度上有很多選擇。目前來講,業界更偏向于寬度20mm,長度30mm到110mm之間的這樣一種組合。實際使用中,M.2的邊緣連接器插在平行于主板的連接器上,而在連接器的另一端則通過一顆螺絲對整個板卡進行固定。整體構造非常簡單,成本也很低。
在帶寬方面,M.2連接器支持4通道的PCI Express(PCIe)3.0配置,單SATA和USB 3.0的連接。對于PCIe 4.0的支持則是在總線上實現的。這也是為了使得裸帶寬可以與最快的SSD保持一致。M.2 NVM Express(NVMe)硬盤估計很快就會出現在市場上,畢竟其在2016 Flash Memory Summit上得到了廣泛的支持。綜上這些都彌補了M.2只支持SATA的不足。
M.2 SSD在尺寸方面比2.5或者3.5英寸的SSD都要小,而這種差異體現在了總容量上。M.2目前支持的最大容量為1TB,而這次Flash Memory Summit宣稱2.5英寸SSD的容量將會在2017年達到100TB,屆時M.2 SSD的容量也將會超過10TB。如此高容量的硬盤在尺寸上僅僅相當于一片口香糖的大小。
在三年前,客戶甚至會花費上千美元去購買全尺寸的PCIe閃盤,然而就在我寫這篇文章的時候,Intel的1TB M.2 NVMe硬盤的價格才僅為359美元。價格方面并不比960GB SATA SSD(250美元)高太多,但速度方面的優勢就不言而喻了。
為了準確地預測M.2未來的發展方向,這里有必要把主機方面的情況引入進來。配有M.2 PCIe插槽的主板已經上市,但也根據支持硬盤的不同分成了兩種類型:支持SATA硬盤的雙通道和支持NVMe連接的4通道。引領這次主板技術變革的根本原因是芯片組的可用性,由Intel首先開始,American Micro Devices(AMD)緊隨其后。作為備選方案,標準PCIe插槽可以通過適配器板卡轉換成M.2插槽,再將硬盤掛載其上。
成本和容量
1TB硬盤在價格(容量更小的硬盤的價格可以達到69美元)和性能(100K至150K IOPS)上的優勢足以干掉任何企業級10K rpm的HDD,尤其是這一年內3D NAND技術的引入,使得SSD在容量和價格方面又得到了一次飛躍。
制造PCIe或者SATA硬盤的成本幾乎可以不計。我們不妨看看將來的發展情況,PCIe與商業SATA SSD的價格缺口將會慢慢縮小,這不禁會引出關于產品分類的討論。盡管如此,二者之間在價格上的競爭還是會在明年出現。而隨著10TB+的M.2 SSD NVMe硬盤的出現,服務器領域的這塊蛋糕可能要重新劃分了。
這就進而引出了尺寸相關的討論。相比于現在的2U配置,將12塊M.2硬盤放到服務器中僅僅需要1U。機柜內部的服務器密度可以增加一倍。盡管我們在可移動性方面會有些損失,但想想我們現在對于硬盤托盤近乎瘋狂的需求,也就不是什么問題了。
“且慢!”就跟電視導購員經常說的一樣。總有些人會有突發奇想,即把硬盤掛在服務器邊緣,這樣一來12塊硬盤只需60毫米的寬度就夠了。目前的服務器留出的寬度僅為30毫米,甚至更小,或許對于HPE Moonshot那種高密度微型服務器來說可以掛更多的高速硬盤。
小型M.2 SSD看上去會與新型服務器的設計相得益彰,甚至會為成為經典。但是,對于所有服務器來講,M.2 SSD還提供了對于PCIe的支持,其中包括LAN連接。隨著服務器設計的不斷發展,100GbE RDMA端口和NVMe硬盤的混搭將不再是一個問題,那么將更高容量(利用M.2 SSD)以及更高帶寬結合在一起的超融合架構或許會在2018年讓我們大吃一驚。