未來的NVMe固態(tài)硬盤外形

企業(yè)和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用程序中的 NVMe NVM Express? （NVMe） SSD 部署正在激增，但出現(xiàn)了阻礙充分利用這些部署的復(fù)雜性。這些市場中的應(yīng)用需要對 SSD 容量、性能、功耗、連接性、外形尺寸、熱冷卻、效率和 TCO 的不同需求。設(shè)計 SSD 以滿足這些需求可能是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，需要仔細(xì)選擇能夠帶來最大收益的 SSD 控制器。讓我們關(guān)注 SSD 外形尺寸以及在設(shè)計過程中需要考慮哪些因素。

傳統(tǒng) NVMe SSD 外形 2.5 英寸 U.2 設(shè)計是最受歡迎的外形

之一，如今用于新的企業(yè)級 SSD，因為它利用了圍繞硬盤驅(qū)動器 （HDD） 構(gòu)建的服務(wù)器和存儲系統(tǒng)。U.2 SSD 支持使用小型 （SFF-8639） 連接器的單端口或雙端口 PCIe 接口，該連接器還與基于 SAS 和 SATA 的標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)磁盤和 SSD 兼容。 但是，最初為 HDD 創(chuàng)建的 2.5 英寸外形并不總是最適合 SSD 散熱特性或目標(biāo)容量。

另一個非常受歡迎的SSD外形是M.2。M.2 SSD 可用于筆記本電腦、啟動驅(qū)動器或成本、尺寸、功耗和散熱受限的應(yīng)用。憑借 SSD“口香糖”尺寸，M.2 SSD 非常適合氣流非常有限的低功耗應(yīng)用。然而，M.2 SSD 的優(yōu)勢也是它的缺點，因為 M.2 SSD 由于其限制的尺寸和散熱特性而無法擴展容量、功率和性能。

重新定義 NVMe SSD 外形規(guī)格 由于傳統(tǒng) NVMe SSD 外形規(guī)格的局限性，以及不斷發(fā)展的服務(wù)器外形尺寸和連接器要求，出現(xiàn)了為未來 SSD 應(yīng)用定義新外形規(guī)格的舉措，其中包括更多的存儲性能和容量，同時繼續(xù)為不同的服務(wù)器配置提供一系列外形規(guī)格

。一些考慮因素包括：

1. 通用電路板尺寸、連接器和引腳排列，可擴展以支持不同的 PCIe 配置和散熱要求

2.針對 NAND 閃存優(yōu)化的運營效率、空間和容量方面的可擴展性

3.總擁有成本可降低運營和資本支出

4.能夠以存儲敏捷性支持一系列動態(tài)解決方案，并在不折不扣

的情況下提供高性能 5.可維護性和可管理性

面向未來的

NVMe SSD 外形 考慮到上述考慮因素，行業(yè)專家召集了采用一組新的企業(yè)級 SSD 外形規(guī)格，即企業(yè)和數(shù)據(jù)中心 SSD 外形 （EDSFF）。EDSFF由15家公司開發(fā)，致力于解決數(shù)據(jù)中心固態(tài)存儲的上述問題。存儲網(wǎng)絡(luò)行業(yè)協(xié)會現(xiàn)在將新的外形規(guī)格定義作為 SFF 技術(shù)附屬技術(shù)工作組 （SFF TA TWG） 的一部分進(jìn)行維護。

E1.L

E1.L 外形旨在最大限度地提高 1U 服務(wù)器或存儲陣列（JBOD、JBOF）中每個驅(qū)動器和每個機架單元的容量，具有卓越的可管理性和服務(wù)耐久性和熱特性。有 x4 或 x8 PCIe 通道選項，同時垂直安裝在 1U 機箱中，以允許每個驅(qū)動器的可擴展帶寬，以及適用于各種電源和散熱環(huán)境的散熱器選項。它提高了數(shù)據(jù)中心的可維護性，設(shè)計為可熱插拔和前端訪問，內(nèi)置于集成機箱中的 LED。

它還針對高容量和密集存儲用例進(jìn)行了優(yōu)化。每個機架單元的高容量可以通過提供存儲整合和更節(jié)能的存儲 （TB/W） 來改善數(shù)據(jù)中心的總體擁有成本。

圖 1：E1。L 外形

E1。S

E1。S 外形是適用于超大規(guī)模和企業(yè)計算節(jié)點和存儲的靈活、高能效構(gòu)建塊。E1.S 外形小巧，僅比 M.2 長一點，但更寬，可容納更多介質(zhì) （NAND） 封裝，從而增加每個驅(qū)動器的容量。它垂直安裝在1U機箱中，類似于E1.L.E1的不同變體。S 在功耗、性能、可擴展性和熱效率方面提供了更高的靈活性。

圖 2：E1。S 外形 E3

E3

外形有多個長度和高度選項，適用于 2U 垂直方向或 1U 水平方向，但適合垂直方向，并針對主流 2U 服務(wù)器進(jìn)行了優(yōu)化。與 E1 系列一樣，它們是可熱插拔/可維護的，與 U.2 相比，每個驅(qū)動器的容量更高。該器件通過增加電路板空間以允許更多的媒體站點和封裝，最大限度地提高了 2U 機箱的空間利用率，與 U.2 單 PCB 設(shè)計相比，最多可增加 50%。長期前景是，E3可能是U.2服務(wù)器的真正繼任者。與U.2 SSD相比，它將提供更高的功率和性能，在更高的PCIe速度（PCIe 5.0及更高版本）下提供更好的信號完整性，更好的冷卻并降低系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施成本。

圖 3：E3 外形 Flashtec 系列支持未來的固態(tài)硬盤外形 Flashtec?? NVMe 3108 PCIe Gen 4 NVMe? SSD 控制器旨在支持多種外形，包括空間受限的傳統(tǒng) M.2 外形

和較新的 EDSFF E1。S 和 E1。L 外形規(guī)格。它支持這些以及更大的 PCIe 附加卡、EDSFF E3、U.2 甚至定制外形，適用于構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的 SSD 供應(yīng)商或服務(wù)器 OEM、存儲 OEM 和決定構(gòu)建自己的定制驅(qū)動器和存儲解決方案的超大規(guī)模企業(yè)。憑借其高度靈活和可編程的架構(gòu)，NVMe 3108 控制器與八個支持 1.2GT/s 的閃存通道相結(jié)合，并結(jié)合強大的硬件加速 RAID 和異常強大的 ECC，為下一代高層數(shù)三級單元 （TLC） 和四級單元 （QLC） NAND 技術(shù)提供面向未來的支持。

Flashtec NVMe 3108 擁有超過 100 萬次每秒 IO （IOP） 的隨機工作負(fù)載和大于每秒 6 千兆字節(jié) （GB/s） 的順序帶寬。該解決方案提供端到端企業(yè)級數(shù)據(jù)完整性，具有高可靠性和關(guān)鍵安全功能，包括使用硬件信任根進(jìn)行安全啟動，這是許多新數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的強制性要求。

《B154》 Flashtec NVMe 3108 與其老大哥 NVMe 3016 相得益彰，NVMe 3016 是一款 16 閃存通道控制器，可針對隨機工作負(fù)載提供超過 200 萬 IOPS 和超過 10 GB/s 的順序帶寬。

通過 Flashtec 固件開發(fā)加速工具（包括架構(gòu)模擬器）實現(xiàn) PCIe Gen 4 NVMe SSD 的快速設(shè)計，以實現(xiàn)獨立于芯片的固件開發(fā)和調(diào)試。還提供Flashtec NVMe評估板以及補充軟件開發(fā)套件（SDK）。

審核編輯：郭婷