下個月將有一個專門的NVM Express(NVMe)大會舉行,這次活動將進一步鞏固NVMe這種主機控制器接口和存儲協(xié)議在過去一年中達到臨界點的行業(yè)共識。
Coughlin Associates創(chuàng)始人Thomas Coughlin表示:“今年是NVMe的重要一年。明年,我們將看到大部分新產(chǎn)品采用NVMe。”
Coughlin表示,這其中就包括使用相對較新的NVM Express Over Fabrics(NVMe-oF)規(guī)格的產(chǎn)品,甚至還有一些使用NVMe的硬盤產(chǎn)品!翱雌饋硭拖袷且环N通用的存儲架構。”
NVMe的主要優(yōu)點之一是該接口釋放了SSD中閃存的內部性能,而之前這部分性能一直受到專為旋轉型磁盤設計的架構的局限。但Coughlin并不認為SATA會很快消失!艾F(xiàn)存的還有很多基礎設施,人們將繼續(xù)支持這些基礎設施,”他說。
Coughlin表示,客戶端和企業(yè)應用將越來越多地利用NVMe來充分發(fā)揮閃存、以及其他內存級存儲(例如3D Xpoint和其他新興技術)的性能,同時NVMe-oF將支持老舊的存儲技術繼續(xù)使用。
Coughlin指出,該標準的另一個特點,是能夠通過使用NVM Express Management Interface (NVMe-MI)將管理從SSD轉移到主機上。而這一點是伴隨著計算存儲概念正在逐步發(fā)展出現(xiàn)的,也就是處理能力被置于存儲設備本身上的時候。Coughlin認為,NVMe在這方面也扮演著重要的角色,正如最近由存儲網(wǎng)絡行業(yè)協(xié)會(SNIA)組建的計算存儲技術工作組正在做的事情。
2018年對于這家NVM Express組織來說是忙碌的一年,相繼公布了對NVM Express Management Interface (NVMe-MI)以及相對較新的NVM Express Over Fabrics(NVMe-oF)的更新,這些都將在明年得到人們的很多關注。
據(jù)該組織總裁Amber Huffman稱,第一個NVMe規(guī)范是在2011年公布的,后來加入了NVMe-MI用于統(tǒng)一管理設備,以及NVMe-oF,在可預見的未來這家NVM Express組織將大力推動NVMe-oF。NVMe規(guī)范支持所選框架,無論是以太網(wǎng)還是Omnipass等,都可以利用隧道協(xié)議端到端地利用NVMe。Huffman表示,與PCIe不同,PCIe在連接數(shù)十臺設備的時候表現(xiàn)不佳,而NVMe-oF可以連接數(shù)據(jù)中心的數(shù)千臺設備。
Huffman表示,NVMe-oF 1.1版將于明年初推出,除了RDMA和光纖通道外,還將包括一個TCP層,允許使用InfiniBand、以太網(wǎng)或Omnipass。通過引入TCP,很多那些現(xiàn)有投資于沒有RDMA功能的網(wǎng)絡接口卡的廠商們都可以利用NVMe-oF。
第一個NVMe規(guī)范逐漸增加了更新的功能——1.2版本中的實時固件更新和1.3版本中的清理功能已經(jīng)在SCSI和SATA中很常見了。明年年中推出NVMe 1.4版本將增加IO Determinism功能,以確?缇W(wǎng)絡和存儲的緊密且一致的延遲。同時,新增的管理規(guī)范也提供了管理設備機箱的能力。
Huffman表示,NVMe的目標始終是保持精益和均衡,開放以適應新技術,如新興的存儲級內存(如3D Xpoint和Optane)。隨著SD 7.0的推進,SD Card Association協(xié)會將采用NVMe來擴展性能。她說,目標始終是確保NVMe是一個可以針對未來存儲級內存進行優(yōu)化的接口。
在對NVMe規(guī)范的所有更新和擴展中,互操作性一直是關鍵。隨著NVMe的發(fā)展,每年舉辦兩次的NVMe Plugfest大會也在不斷發(fā)展。最近剛剛結束的第十屆大會上除了有相當成熟的傳統(tǒng)NVMe SSD環(huán)節(jié)之外,還結合了針對NVMe管理界面和NVMe-oF的新測試。
新罕布什爾大學互操作性實驗室的數(shù)據(jù)中心技術高級工程師David Woolf表示,今年有很多人都對利用TCP進行NVMe概念驗證很感興趣,包括不同廠商之間不同的互操作性測試。Woolf說:“我們試圖確保我們在Plugfest進行的測試是遵循規(guī)范的,現(xiàn)在在這方面還有一點滯后。”
盡管NVMe協(xié)議設計之初考慮到了閃存,但它與控制器背后的內存類型是無關的,Woolf說。這意味著從NVMe一致性的角度來看,相同的協(xié)議測試也是適用的,盡管產(chǎn)品的性能和延遲可能各不相同。盡管測試結果可能相同,但隨著NVMe規(guī)范變得越來越復雜,并且添加了越來越多的功能,測試也會變得越來越復雜。例如,添加更多測試來適應NVMe 1.3中的變更。
最后,NVMe路線圖是Plugfest大會的指南,Woolf說!坝幸恍╆P于開放式通道類型驅動器和計算存儲的討論。那是相當遙遠的事情。當這些在規(guī)范中得到批準和采用時,我們希望在這些在被添加到測試之前我們是得到了通知的!
隨著NVM Express更多專注于NVMe-oF,測試工作也隨之而來,因此確保它可以在現(xiàn)實場景中進行有效的部署。
計劃于明年發(fā)布的NVMe 1.4將支持IO Dterminism,讓主機能夠將SSD視為許多小型子SSD,并在每個小型子SSD中并行處理IO。
Micon一直是NVMe-Of的先驅廠商,已經(jīng)在去年年初發(fā)布的標準之上更進了一步。Micron的SolidScale架構專為低延遲、高性能地訪問計算和存儲資源訪問而創(chuàng)建,專門解決數(shù)據(jù)中心CPU利用不足的問題,因為當時部署在應用服務器中的NVMe SSD對IOPS和容量的使用不到50%。
今天,Micron仍然將企業(yè)和云客戶群體視為他們的主要采用者,Micron NVMe產(chǎn)品線經(jīng)理Cliff Smith這樣表示!敖衲晡覀円呀(jīng)看到了很多規(guī)模很大的云客戶,他們以SSD、在某些情況下還有組件的形式消耗了相當多的閃存。”
而這主要是受到了從SATA SSD向NVMe SSD過渡的推動。與此同時,戴爾、HP和聯(lián)想等廠商通過向他們的服務器中添加新技術來引導企業(yè)客戶群體,而亞馬遜或微軟等云廠商擁有整個堆棧,因此他們可以更快地采用NVMe。
Smith表示,NVMe正在通過炒作周期,現(xiàn)在被有效地整合,部分原因是大型存儲廠商已經(jīng)吞并了許多創(chuàng)新的初創(chuàng)存儲公司,這些存儲公司從一開始就使用全閃存陣列,采用軟件驅動的方法利用NVMe驅動器。與此同時,超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運營商和大型企業(yè)客戶已經(jīng)實施了這些技術。
盡管3D Xpoint和英特爾最近推出的Optane逐漸商業(yè)化,Micron的解決方案仍然堅持使用基于NAND的NVMe產(chǎn)品線,同時,3D Xpoint將更多地被視為內存,而不是NVMe接口的替代選擇。
Smith說:“我們的想法是,存儲級內存是另一個層,在這個層中除了DRAM之外,你將有兩個到四個機架。你可以讓數(shù)據(jù)更靠近處理器,這對于深度學習和機器學習算法有很大的意義,因為你有一個特定的數(shù)據(jù)集保留在緩存中。我們真的不想在NVME總線上做存儲級內存!