NVMe：一個(gè)閃存時(shí)代的引爆點(diǎn)

標(biāo)準(zhǔn)化的力量

進(jìn)一步分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)，語(yǔ)言潛移默化的為大規(guī)模溝通添加了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，如此任何人的發(fā)言都容易被他人理解，大量的時(shí)間成本和精力被節(jié)省下來(lái)，每個(gè)人都可以專注于自己觀點(diǎn)的表達(dá)上。今天我們所有的閱讀、聊天、談判等等工作就是建立在這樣一種共通語(yǔ)言的基礎(chǔ)之上。早在2000多年前，《禮記·中庸》就提出了“車同軌，書同文，行同倫”的理論，以此讓社會(huì)更加有序、高效的運(yùn)作。

這就是標(biāo)準(zhǔn)化的力量，我們的工作和生活每時(shí)每刻都在享受標(biāo)準(zhǔn)化給我們帶來(lái)的便利，他讓人與人、人與物以及物與物之間的協(xié)作更加高效。在IT世界，從編程語(yǔ)言到操作系統(tǒng)，從磁盤到超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，幾乎每位先驅(qū)都懂得發(fā)展和推動(dòng)各類標(biāo)準(zhǔn)的意義，事實(shí)上這也是IT產(chǎn)業(yè)能夠高速發(fā)展的決定性因素之一。

新技術(shù)從誕生到沉淀成為標(biāo)準(zhǔn)

新的IT技術(shù)總是不斷涌現(xiàn)，并且從實(shí)驗(yàn)室走向數(shù)據(jù)中心，此后在不斷實(shí)踐中，經(jīng)受住市場(chǎng)考驗(yàn)的技術(shù)和產(chǎn)品沉淀下來(lái)形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，新的標(biāo)準(zhǔn)則會(huì)塑造新的IT生態(tài)，行業(yè)變革悄然發(fā)生，并為下一輪的IT技術(shù)誕生和發(fā)展創(chuàng)造條件。

過(guò)去十年中，PCIe SSD正是經(jīng)歷了從高新技術(shù)到標(biāo)準(zhǔn)化的轉(zhuǎn)變。早期的PCIe SSD因?yàn)镕acebook、蘋果以及國(guó)內(nèi)的淘寶等互聯(lián)網(wǎng)公司的青睞，積累下了第一批用戶和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。數(shù)十萬(wàn)IOPS、數(shù)GB/s的帶寬以及微秒級(jí)延遲使得硬盤的性能被推高了多個(gè)數(shù)量級(jí)，但是這時(shí)的PCIe SSD卻做不到拿來(lái)即用。不同的操作系統(tǒng)、不同的應(yīng)用場(chǎng)景都需要PCIe SSD給出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)、配置、維護(hù)以及升級(jí)方案。

PCIe SSD作為數(shù)據(jù)中心的一個(gè)存儲(chǔ)組件，借助標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)筑完整的生態(tài)是必然趨勢(shì)，而NVMe正是在這樣一個(gè)背景下誕生并成為了PCIe SSD開(kāi)啟閃存時(shí)代的引爆點(diǎn)。 （當(dāng)然NVMe還在IO路徑、主機(jī)與SSD通信等多個(gè)環(huán)節(jié)有很多優(yōu)勢(shì)，但是其首要的使命就是標(biāo)準(zhǔn)化。）

NVMe推動(dòng)PCIe SSD標(biāo)準(zhǔn)化之后發(fā)生了什么

NVMe 首先做的事情是統(tǒng)一PCIe SSD、操作系統(tǒng)以及與之相關(guān)組件的通信標(biāo)準(zhǔn)。RHEL及SUSE等Linux發(fā)行版、VMware ESXi、Windows等主流操作系統(tǒng)均支持原生NVMe驅(qū)動(dòng)多年。借助原生驅(qū)動(dòng)，Memblaze的PBlaze4及PBlaze5系列PCIe SSD就可以達(dá)到穩(wěn)定的高性能狀態(tài)，PCIe SSD終于做到拿來(lái)即用了。

通過(guò)VMware官方認(rèn)證測(cè)試的PBlaze5 NVMe SSD（部分），設(shè)備類型標(biāo)注為NVMe

改變遠(yuǎn)沒(méi)有止步于免裝驅(qū)動(dòng)，NVMe使得PCIe SSD的研發(fā)以及兼容性測(cè)試等工作得到質(zhì)的簡(jiǎn)化。如果是非標(biāo)準(zhǔn)的SSD，需要針對(duì)不同的服務(wù)器及操作系統(tǒng)均做兼容性測(cè)試才可以，但在NVMe 時(shí)代，將產(chǎn)品拿到UNH-IOL（一家專業(yè)NVMe認(rèn)證機(jī)構(gòu)）進(jìn)行互通性認(rèn)證，用戶、服務(wù)器及全閃存陣列廠商在UNH-IOL官網(wǎng)就可以獲取所有完成認(rèn)證的產(chǎn)品信息。

NVMe Roadmap

NVMe 協(xié)議也在不斷的發(fā)展和進(jìn)化，除了NVMe主協(xié)議，還有實(shí)現(xiàn)帶外管理等功能的NVMe MI及下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議NVMe-oF。今天所有NVMe生態(tài)參與者以此為共同語(yǔ)言，雖然各家IT廠商所處領(lǐng)域各不相同，擅長(zhǎng)的技術(shù)也千差萬(wàn)別，但是因?yàn)镹VMe橫跨全球的高效協(xié)作有了基礎(chǔ)。

例如，存儲(chǔ)廠商不再需要依賴于性能較低的SAS SSD才能達(dá)到系統(tǒng)級(jí)的高可用，不論是存儲(chǔ)巨頭還是全閃存陣列的后起之秀，都可以便捷的從性能、穩(wěn)定性、高級(jí)特性等方面甄選來(lái)自全球的NVMe SSD，打造1000萬(wàn)IOPS和40GB/s讀帶寬的全閃存陣列產(chǎn)品，如此高性能的存儲(chǔ)陣列可以借助Mellanox的RDMA解決方案構(gòu)建NVMe-oF架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的高性能和低延遲；在數(shù)據(jù)中心之外，蘋果早已將NVMe標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)介質(zhì)裝在了iPhone和MacBook上；Windows系統(tǒng)的PC同樣可以插上一塊M.2接口的NVMe SSD。

全球這樣的產(chǎn)品和案例數(shù)不勝數(shù)，但需要指出的是標(biāo)準(zhǔn)化并不意味著同質(zhì)化。事實(shí)上，NVMe正不斷吸收各類新的技術(shù)規(guī)范，同時(shí)各家廠商可以充分利用自己技術(shù)優(yōu)勢(shì)在NVMe這一平臺(tái)上進(jìn)行創(chuàng)新。一塊NVMe SSD不僅可以在容量等基礎(chǔ)參數(shù)上做文章，而且有雙端口、SR-IOV、Trim、熱插拔等特性，再進(jìn)一步各家SSD廠商的資源調(diào)度、磨損均衡、垃圾回收等算法更是各有千秋，這就使得NVMe SSD不僅有足夠的標(biāo)準(zhǔn)化保障其易用性，更有充足的差異化特性應(yīng)對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。同樣，各類符合NVMe-oF的PCIe Switch等產(chǎn)品同樣有多樣化的技術(shù)和解決方案應(yīng)對(duì)多樣化的用戶需求。

最終用戶將是NVMe最大受益者

NVMe降低了從SSD到服務(wù)器乃至整個(gè)解決方案的研發(fā)、部署和維護(hù)成本。從雙十一背后的電商平臺(tái)到承載數(shù)億播放量熱門網(wǎng)劇背后的CDN系統(tǒng)，NVMe SSD不僅是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)大規(guī)模部署的標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)組件，更幫助其實(shí)現(xiàn)了一個(gè)又一個(gè)營(yíng)銷奇跡。

垂直行業(yè)客戶同樣受益匪淺，大型企業(yè)的ERP、CRM等關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以借助NVMe SSD徹底擺脫傳統(tǒng)存儲(chǔ)的性能瓶頸，而中小企業(yè)即便不了解NVMe細(xì)節(jié)，也可以快速部署少數(shù)幾片NVMe SSD讓自己的虛擬機(jī)飛馳起來(lái)。

這一切都得益于NVMe帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)化，在每年百億美元級(jí)的PCIe SSD市場(chǎng)上，NVMe正集合全球IT廠商之力塑造新的存儲(chǔ)生態(tài)，并將最終目標(biāo)指向更加高效的為客戶創(chuàng)造價(jià)值。當(dāng)然，無(wú)論雙十一還是承載大量虛擬機(jī)還都不是NVMe SSD乃至閃存的能力上限，人工智能的大規(guī)模人臉比對(duì)系統(tǒng)、全球經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析等更多客戶價(jià)值正等著我們挖掘。

讓數(shù)據(jù)中心的未來(lái)充滿想象

不只是NVMe標(biāo)準(zhǔn)化組織官方，SNIA、PCI-SIG、Gartner、IDC等標(biāo)準(zhǔn)化組織和分析機(jī)構(gòu)也同樣在推動(dòng)NVMe發(fā)展。從磁盤等產(chǎn)品的發(fā)展歷程，我們可以預(yù)測(cè)NVMe 最終將成就從SSD到網(wǎng)絡(luò)的一大生態(tài)，市場(chǎng)充分驗(yàn)證了NVMe的生命力和優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)、計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)的變革也隨著NVMe的發(fā)展悄然展開(kāi)，相信更多未知會(huì)因此加速到來(lái)，這是一件充滿想象空間的事情。