NVMe和PCIe成存儲控制器創(chuàng )新熱點(diǎn)

　　在中國第九屆云計算大會(huì )期間，Microsemi舉辦了“數據中心與存儲解決方案”專(zhuān)場(chǎng)，期間，Microsemi介紹了數據中心和服務(wù)器存儲市場(chǎng)。

　　存儲市場(chǎng)走勢

　　在存儲市場(chǎng)，SSD(固態(tài)盤(pán))成本下降速度快，但沒(méi)有快到把所有機械盤(pán)(HDD)代替掉的階段。目前，機械盤(pán)的出貨量是固態(tài)盤(pán)的6.6倍，幾年后預計會(huì )縮減到2倍。冷存儲(主要指機械盤(pán)、磁帶等)場(chǎng)景中，機械盤(pán)在成本和容量上還是有很大優(yōu)勢的。

　　在數據存儲領(lǐng)域，Microsemi最強，據Microsemi估計，其占80%份額，服務(wù)器領(lǐng)域占50%份額。

　　目前已有10%的SAS/SATA SSD轉移到NVMe，而且BAT(百度阿里騰訊)采購時(shí)有時(shí)會(huì )直接采購NVMe產(chǎn)品。通常，在大型數據中心采購中，NVMe占主流，中小數據中心還是主要采購S(chǎng)AS/SATA類(lèi)產(chǎn)品。去年Microsemi發(fā)布PCIe產(chǎn)品，預計今年會(huì )成為市場(chǎng)主流。

　　另悉，市場(chǎng)上85%是SAS/SATA機械盤(pán)，其余15%是固態(tài)盤(pán)(SSD)。這15%的SSD中，大部分是SAS/SATA固態(tài)盤(pán)，小部分是NVMe。NVMe盡管存量小，但增速較快，因此Microsemi十分重視NVMe的發(fā)展。

　　Microsemi看好的四大創(chuàng )新方向

　　Microsemi副總裁兼可擴展存儲解決方案業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Pete Hazen稱(chēng)，公司正與數據中心生態(tài)系統密切合作，認為第三平臺解決方案主要有四大存儲趨勢值得投入：

　　1.NVMe SSD作為高性能存儲性層;

　　2.面向大容量的高密度SAS/SATA存儲服務(wù)器;

　　3.可信服務(wù)器平臺和數據安全性;

　　4.存儲解聚合。

　　第一，NVMe SSD可擔綱高性能存儲層?，F在流行一句話(huà)：軟件定義的存儲。盡管這有很多優(yōu)勢，但劣勢也不容忽視，例如一個(gè)盤(pán)上只有8個(gè)存位，超出時(shí)必須要依靠外部的分布式系統、跨網(wǎng)絡(luò )地存儲，這會(huì )帶來(lái)延遲。Microsemi認為NVMe是訪(fǎng)問(wèn)閃存的最低延遲協(xié)議，尤其針對實(shí)時(shí)性要求高的在線(xiàn)業(yè)務(wù)很重要。而傳統的SAS/SATA響應速度不夠快。而且NVMe帶寬高，例如x4 PCIe可為單個(gè)驅動(dòng)器提供高達4GB/s的吞吐量;還有最高IOP，在當前PCI Gen 3 NVMe SSD上，可實(shí)現高達1M RR IOP，在6G SATA上可提升8倍。

　　NVMe生態(tài)下有兩類(lèi)switch接口：I/O控制器和PCIe。首先看看PCIe，Microsemi的Switchtec方案密度高，可以滿(mǎn)足數據中心對存儲器的要求。關(guān)于I/O，由于NAND Flash寫(xiě)碼速度不穩定、不均勻(例如沒(méi)寫(xiě)過(guò)的地方寫(xiě)碼速度快，刪除舊碼再寫(xiě)比較麻煩，需要先回收垃圾，再往上寫(xiě))，Microsemi架構有獨特的框架(但具體算法由第三方合作伙伴完成)，免去了冗余的軟件負擔，具體方法是不用操作系統，直接運行裸代碼，以減少延遲，并提供工具方便客戶(hù)開(kāi)發(fā)。Facebook采用了NVMe JBOF方案。

　　圖 24槽的NVMe架構演示

　　Microsemi可擴展存儲解決方案業(yè)務(wù)部高級營(yíng)銷(xiāo)總監Andrew Dieckmann接下介紹了Microsemi第2、3、4類(lèi)創(chuàng )新。

　　面向大容量、高密度的SAS/SATA服務(wù)器，Microsemi也有新產(chǎn)品推出，特點(diǎn)是成本低，有良好的系統吞吐量，以及可靠的/可擴展的基礎架構。例如SXP 6Bx12G PM8056芯片，是市場(chǎng)領(lǐng)先的SAS擴展器解決方案，端口密度比競爭產(chǎn)品高出40%以上，功耗低，內建的可靠性，可編程嵌入式圍域管理，合理的診斷方法。

　　數據加密方面，Microsemi有maxCrypto技術(shù)。特點(diǎn)是只需要通過(guò)Microsemi的工具提供一次主密鑰;不是整個(gè)加密，而是邏輯卷加密等。

　　存儲解聚合的好處是支持資源的有效利用。例如服務(wù)器有4盤(pán)位、8盤(pán)位、16盤(pán)位等，某業(yè)務(wù)開(kāi)始部署時(shí)假設是16盤(pán)位的，但可能隨后數據量減少了，空出了一些盤(pán)位;而另一些盤(pán)位隨著(zhù)數據量的增長(cháng)，變得不夠用了，只能遠程調用盤(pán)位。Microsemi的創(chuàng )新是支持使用SAS來(lái)實(shí)現存儲解聚合，例如對于管理型SAS交換機，采用SAS Switch芯片(SXP 68x12G PM8057)，解除聚合的存儲設備(HDD或SSD)可被靈活地分配給計算服務(wù)器;對于管理型PCIe交換機，可采用Switchtec芯片，使多主機共享NVMe SSD。

　　Microsemi優(yōu)勢

　　Microsemi于2016年收購了PMC-Sierra公司，PMC-Sierra在可擴展存儲方面具有業(yè)界優(yōu)勢地位：是SAS端口數出貨量第一的廠(chǎng)商，存儲系統中名列第一，在端口數密度名列第一(例如Adaptec產(chǎn)品)，NVM閃存控制器市場(chǎng)排名第一。

　　技術(shù)創(chuàng )新方面，首家實(shí)現了基于控制器的加密;率先推出隨機讀取I/O運作每秒高達160萬(wàn)次(例如SmartROC 3100和2100系列)，最多支持24端口SAS控制器，首家推出PCIe Gen 3 RAID控制器，SSD中第一個(gè)支持NVMe閃存控制器(例如Flashtec)，首家推出PCIe存儲交換(例如Swichtec產(chǎn)品)。