淘寶“雙12”促銷的結束基本給今年的網購狂歡畫上了句號。在感嘆阿里今年再創新高的同時,我們也清楚地意識到,隨著移動和云計算的普及,企業IT消費化變革正在成為重塑企業IT市場的一股顛覆性力量。據IDC預測,云服務及相關技術支出將“在2014年中大幅增長25%,達到1000億美元以上”。與過去30年個人電腦時代的企業級計算模式不同,今天個人手中的消費技術正在重新定義企業級計算的構建與使用方式。我們使用個人設備(BYOD),個人應用(BYOA)大量免費云服務以及企業級開源軟件正引發企業級數據中心一次重大變革,為了滿足這種新的變革,適應不同的需求,數據中心對存儲IOPs的需求幾乎會無止境地增長,效率要求越來越高,對延遲也帶來了新的要求。再創記錄的雙十一、雙十二促銷就要求數據中心能夠快速響應集中爆發的OLTP應用需求。所以,新一代存儲需要滿足大數據對存儲的性能需求,而且可以通過軟件的形式配置應用所需的IOPs和低延遲。


磁盤由于本身的結構,在數據讀取過程中尤其是高IO讀寫時,尋道增加了響應時間,從而導致傳統磁盤性能跟不上業務發展的需求,過去10年中,CPU性能增長了8~10倍,但是硬盤的速度只增長了1.2倍,硬盤一直是IT木桶中的一塊短板。為縮短磁盤和CPU 性能,傳統的做法是增加磁盤的數量,通過磁盤累加IOPS,這種做法帶來的后果是維護成本的大幅度增加、而且造成數據中心占地和能耗的問題。為了解決數據中心性能和延遲的問題,SSD在數據中心應運而生。基于對數據生命周期的管理,一般來說將較高性能的數據存放在SSD上,而對于訪問頻率較低的數據,則動態的遷移到HDD上。這樣完全可以同時滿足不同的性能需求,因此, SSD已經越來越獲得企業的關注和青睞。為了更好的利用SSD,發揮SSD低延遲和高IOPS的特性,數據中心也在做相關方面的嘗試和優化。例如Facebook的嵌入式數據庫 RocksDB(一種嵌入式Key-value存儲系統),該數據庫能夠充分利用閃存的性能,大大提升應用服務器的速度。Facebook用RocksDB來驅動一些面向用戶的應用,這些應用由于需要通過網絡訪問外部存儲而性能低下,而且Facebook還用RocksDB來解決固態硬盤IO利用率不高相關的一些問題。但實際上催生RocksDB的最大動力來自服務器閃存存儲卡的價格下滑,Facebook的定制服務器已經開始全面采用閃存。在Gartner發布的2012年閃存市場收入報告中,谷歌已經占全球閃存市場總收入的8.9%,位居全球4名,也預示數據中心閃存化已經到來。


PCIe SSD應運而生
根據SSD產品所采用的接口協議,其大致可以分為三種,即采用SATA接口的SSD、采用SAS接口的SSD和采用PCIe接口的SSD。前面二者主要以常見的2.5英寸硬盤形式出現,而PCIe接口的SSD則是以類似HBA卡的形式出現,有更低的延遲和更高的帶寬,在飽受存儲性能困擾的用戶中非常受歡迎。在PCIe SSD大行其道的背后,卻有一個功臣正在默默支持PCIe SSD,那就是NVM Express(NVMe)技術。NVMe是一個針對使用PCI Express SSD的企業和普通客戶端系統開發的可擴展的主機控制芯片接口標準,其主要包含了優化的寄存器接口和指令集兩個部分。目前NVMe由IT業界的80多個公司成員合作開發,其中包括我們所熟知的IDT、Oracle、Intel等公司,可謂是陣容龐大。此外,NVMe是為效率而生的架構,這主要表現在:首先,全雙工、多請求處理能力以及無序處理能力給存儲性能帶來極大的提升;其次則是可擴展的接口帶寬,從1路可擴展到16路,由此帶來的實際效果就是可擴展的鏈路速度,從250M/s到500M/s,在到1000M/s,大大突破了傳統存儲介質的性能局限;并且與傳統存儲相比,其無可比擬的低延時和低成本投入,都在不斷吸引著用戶的注意力。目前NVMe標準不斷完善,在最新版本中引入了新功能,其主要包括寫零指令、數據拷貝指令、通用化的SGL支持和啟用多路訪問等四個方面,將原本需要主機全程參與的存儲操作卸載到設備上完成。


耕耘SSD市場 發力閃存技術
NVMe標準的持續演進,離不開其推動組成員的大力支持和不懈推廣。其中,IDT作為NVMe標準的主要創始成員,在PCIe交換、復雜的SoC和NVMe方面研究深入,一直以來積極推動采用PCIe SSD標準的制定,讓這個技術能夠更廣泛地應用。IDT的閃存團隊不但是產品研發的領先者,同時由于他們在標準制定中所扮演的角色,得以推出全球第一個符合NVMe標準的控制器。IDT 的 NVMe 閃存控制器系列可提供基于標準的固態驅動(SSD)解決方案,從而幫助存儲和服務器原始設備制造商(OEM)克服傳統SAS/SATA based的 SSD 設計所固有的延遲和吞吐量瓶頸。 
 
世界第一款NVMe企業級閃存控制器的PCIe SSD解決方案
2013年7月17日,PMC正式宣布完成對IDT公司PCIe閃存控制器部門的收購。由于閃存控制器是SSD中最為核心的技術,收購來的IDT閃存控制器業務加上PMC在SAS閃存控制器等技術上的積累,足以使PMC成為企業級閃存控制器的領導者。根據PMC預測,到2016年企業級SSD的PCIe和SAS控制器的整個市場將翻兩番,達5億美元。作為存儲技術的領導廠商,PMC一直致力于高效提升系統I/O性能,此次并購將加速PMC在高速發展的企業級SSD市場的步伐,而且PMC還將繼續加速在閃存領域的投入,以持續保持業界領先的技術優勢,推動SSD在系統構架中的普及和使用。


根據IDC之前的一次預測,PCIe閃存市場在2010年至2015年期間會取得85%的平均復合年增長率。其中,隨著大數據、云計算的快速發展,面對新一輪的數據中心變革,基于PCIe NVMe SSD進入一個快速的發展時期,而這些都離不開閃存標準化的日臻完善,以及彌補閃存特性的控制器技術的不斷發展。