NVMe和PCIe成存儲(chǔ)控制器創(chuàng)新熱點(diǎn)

　　在中國第九屆云計(jì)算大會(huì)期間，Microsemi舉辦了“數(shù)據(jù)中心與存儲(chǔ)解決方案”專場，期間，Microsemi介紹了數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器存儲(chǔ)市場。

　　存儲(chǔ)市場走勢(shì)

　　在存儲(chǔ)市場，SSD(固態(tài)盤)成本下降速度快，但沒有快到把所有機(jī)械盤(HDD)代替掉的階段。目前，機(jī)械盤的出貨量是固態(tài)盤的6.6倍，幾年后預(yù)計(jì)會(huì)縮減到2倍。冷存儲(chǔ)(主要指機(jī)械盤、磁帶等)場景中，機(jī)械盤在成本和容量上還是有很大優(yōu)勢(shì)的。

　　在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，Microsemi最強(qiáng)，據(jù)Microsemi估計(jì)，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(zhuǎn)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(shù)據(jù)中心采購中，NVMe占主流，中小數(shù)據(jù)中心還是主要采購SAS/SATA類產(chǎn)品。去年Microsemi發(fā)布PCIe產(chǎn)品，預(yù)計(jì)今年會(huì)成為市場主流。

　　另悉，市場上85%是SAS/SATA機(jī)械盤，其余15%是固態(tài)盤(SSD)。這15%的SSD中，大部分是SAS/SATA固態(tài)盤，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(kuò)展存儲(chǔ)解決方案業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Pete Hazen稱，公司正與數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)密切合作，認(rèn)為第三平臺(tái)解決方案主要有四大存儲(chǔ)趨勢(shì)值得投入：

　　1.NVMe SSD作為高性能存儲(chǔ)性層;

　　2.面向大容量的高密度SAS/SATA存儲(chǔ)服務(wù)器;

　　3.可信服務(wù)器平臺(tái)和數(shù)據(jù)安全性;

　　4.存儲(chǔ)解聚合。

　　第一，NVMe SSD可擔(dān)綱高性能存儲(chǔ)層。現(xiàn)在流行一句話：軟件定義的存儲(chǔ)。盡管這有很多優(yōu)勢(shì)，但劣勢(shì)也不容忽視，例如一個(gè)盤上只有8個(gè)存位，超出時(shí)必須要依靠外部的分布式系統(tǒng)、跨網(wǎng)絡(luò)地存儲(chǔ)，這會(huì)帶來延遲。Microsemi認(rèn)為NVMe是訪問閃存的最低延遲協(xié)議，尤其針對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的在線業(yè)務(wù)很重要。而傳統(tǒng)的SAS/SATA響應(yīng)速度不夠快。而且NVMe帶寬高，例如x4 PCIe可為單個(gè)驅(qū)動(dòng)器提供高達(dá)4GB/s的吞吐量;還有最高IOP，在當(dāng)前PCI Gen 3 NVMe SSD上，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)1M RR IOP，在6G SATA上可提升8倍。

　　NVMe生態(tài)下有兩類switch接口：I/O控制器和PCIe。首先看看PCIe，Microsemi的Switchtec方案密度高，可以滿足數(shù)據(jù)中心對(duì)存儲(chǔ)器的要求。關(guān)于I/O，由于NAND Flash寫碼速度不穩(wěn)定、不均勻(例如沒寫過的地方寫碼速度快，刪除舊碼再寫比較麻煩，需要先回收垃圾，再往上寫)，Microsemi架構(gòu)有獨(dú)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(fù)擔(dān)，具體方法是不用操作系統(tǒng)，直接運(yùn)行裸代碼，以減少延遲，并提供工具方便客戶開發(fā)。Facebook采用了NVMe JBOF方案。

　　圖 24槽的NVMe架構(gòu)演示

　　Microsemi可擴(kuò)展存儲(chǔ)解決方案業(yè)務(wù)部高級(jí)營銷總監(jiān)Andrew Dieckmann接下介紹了Microsemi第2、3、4類創(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(tǒng)吞吐量，以及可靠的/可擴(kuò)展的基礎(chǔ)架構(gòu)。例如SXP 6Bx12G PM8056芯片，是市場領(lǐng)先的SAS擴(kuò)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(nèi)建的可靠性，可編程嵌入式圍域管理，合理的診斷方法。

　　數(shù)據(jù)加密方面，Microsemi有maxCrypto技術(shù)。特點(diǎn)是只需要通過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(chǔ)解聚合的好處是支持資源的有效利用。例如服務(wù)器有4盤位、8盤位、16盤位等，某業(yè)務(wù)開始部署時(shí)假設(shè)是16盤位的，但可能隨后數(shù)據(jù)量減少了，空出了一些盤位;而另一些盤位隨著數(shù)據(jù)量的增長，變得不夠用了，只能遠(yuǎn)程調(diào)用盤位。Microsemi的創(chuàng)新是支持使用SAS來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)解聚合，例如對(duì)于管理型SAS交換機(jī)，采用SAS Switch芯片(SXP 68x12G PM8057)，解除聚合的存儲(chǔ)設(shè)備(HDD或SSD)可被靈活地分配給計(jì)算服務(wù)器;對(duì)于管理型PCIe交換機(jī)，可采用Switchtec芯片，使多主機(jī)共享NVMe SSD。

　　Microsemi優(yōu)勢(shì)

　　Microsemi于2016年收購了PMC-Sierra公司，PMC-Sierra在可擴(kuò)展存儲(chǔ)方面具有業(yè)界優(yōu)勢(shì)地位：是SAS端口數(shù)出貨量第一的廠商，存儲(chǔ)系統(tǒng)中名列第一，在端口數(shù)密度名列第一(例如Adaptec產(chǎn)品)，NVM閃存控制器市場排名第一。

　　技術(shù)創(chuàng)新方面，首家實(shí)現(xiàn)了基于控制器的加密;率先推出隨機(jī)讀取I/O運(yùn)作每秒高達(dá)160萬次(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(chǔ)交換(例如Swichtec產(chǎn)品)。