NVMe閃存慢慢來

郭濤

Derek Dicker是PMC公司非易失性存儲（NVM）產(chǎn)品線總經(jīng)理，目前全面負(fù)責(zé)公司企業(yè)級SSD控制器產(chǎn)品和相關(guān)解決方案。他不僅幫助公司建立和發(fā)展了NVM產(chǎn)品線，還指導(dǎo)生產(chǎn)了業(yè)界首款PCIe NVMe控制器。PMC公司對企業(yè)級閃存市場寄予厚望，這也是它選擇擁有10多年IT從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)專家Derek Dicker作為非易失性存儲產(chǎn)品線掌門人的重要原因。Derek Dicker在接受本報記者獨(dú)家專訪時介紹了PMC閃存業(yè)務(wù)的布局，并且談了對當(dāng)前閃存技術(shù)和市場發(fā)展趨勢的看法。

NVMe剛起步

NVMe（Non Voliate Memory Express）是一種接口標(biāo)準(zhǔn)。NVMe標(biāo)準(zhǔn)組織主要是由英特爾、IDT/PMC等發(fā)起創(chuàng)立的。這個組織成立的目標(biāo)就是為了建立一個NVMe標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并提供標(biāo)準(zhǔn)的軟件驅(qū)動。在此之前，所有的NVM產(chǎn)品并沒有標(biāo)準(zhǔn)化?，F(xiàn)在，這個標(biāo)準(zhǔn)組織的目標(biāo)是希望為客戶提供通用的協(xié)議。Derek Dicker介紹說：“制定NVMe標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是為了推動NAND閃存的應(yīng)用，NVMe接口協(xié)議還被寄予厚望，能使用在未來的閃存技術(shù)上，包括PCM、MEM等?！?/p>

支持NVMe接口的產(chǎn)品還是新生事物，它的推廣和普及還要依賴一個完整的生態(tài)鏈。一位擁有多年使用閃存經(jīng)驗(yàn)的新浪公司的技術(shù)人員就認(rèn)為，NVMe產(chǎn)品的商業(yè)化速度不會那么快?！巴ǔ＃覀兿Ｍ粋€新產(chǎn)品的市場化和商業(yè)化進(jìn)程會非常順利，但實(shí)際上，在這一過程中有一些必要的步驟和環(huán)節(jié)是不能省略的?！盌erek Dicker非常理性地看待NVMe的發(fā)展，“對企業(yè)級的NVMe產(chǎn)品來說，它遇到的挑戰(zhàn)之一是要有支持NVMe的SSD。PMC是最早推出符合NVMe標(biāo)準(zhǔn)的閃存控制器的，并且這些產(chǎn)品在一年前就已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)。但是，包括控制器、固件和閃存顆粒等在內(nèi)的這些SSD構(gòu)件必須經(jīng)過各種驗(yàn)證才能真正進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。之后，服務(wù)器、存儲等系統(tǒng)廠商還要對支持NVMe的SSD進(jìn)行驗(yàn)證。完成上述過程需要時間。我們期待明年NVMe在市場上會有一個飛躍的表現(xiàn)。”

為閃存應(yīng)用而優(yōu)化

幾年前，閃存剛剛進(jìn)入企業(yè)級市場時，很多人預(yù)測閃存會很快取代傳統(tǒng)的機(jī)械式硬盤。但實(shí)際情況是，由于價格昂貴、產(chǎn)品壽命短、企業(yè)級應(yīng)用功能不完善等問題，閃存取代傳統(tǒng)存儲的速度并不如之前人們的預(yù)期。不過，近一兩年，隨著閃存價格持續(xù)下降，閃存技術(shù)本身逐步完善和在企業(yè)級應(yīng)用中得到更廣泛的部署，人們對于閃存在企業(yè)級應(yīng)用中的快速普及又寄予了厚望。包括EMC在內(nèi)的一些廠商表示，Gartner、IDC等市場咨詢公司對閃存市場的預(yù)估比較保守，實(shí)際上，閃存市場的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人們之前的預(yù)期。

Derek Dicker表示，閃存在企業(yè)級存儲市場的普及是不爭的事實(shí)，但對于具體的增長數(shù)字他不方便預(yù)估。閃存作為一種新的存儲介質(zhì)，具有很多傳統(tǒng)存儲介質(zhì)不可比擬的優(yōu)勢，比如高性能、低延遲等。整個存儲業(yè)界為了更好地發(fā)揮閃存的這些優(yōu)勢也做了大量工作?！拔蚁嘈?，未來人們會找到一些創(chuàng)新型的方式來更好地應(yīng)用閃存。至少在未來5年中，NAND閃存的應(yīng)用增長會非常健康?！盌erek Dicker告訴記者，“如今，閃存的發(fā)展曲線與CPU的發(fā)展歷程有相似性。閃存的性能與密度的持續(xù)提升、成本的不斷下降與軟件的創(chuàng)新相輔相成，這將促使人們找到更新的途徑和方法來使用閃存?！?/p>

在企業(yè)級應(yīng)用中，很多用戶最初的想法就是用閃存取代傳統(tǒng)的硬盤，所以SSD的外形和尺寸也做得和硬盤一樣。但是，當(dāng)時為支持硬盤而設(shè)計(jì)的服務(wù)器控制器、擴(kuò)展器等并不能充分發(fā)揮SSD的性能。隨著閃存的密度越來越高，現(xiàn)在一個SD卡那樣大小的閃存的容量就可以達(dá)到1TB甚至更高，如果閃存的外形和應(yīng)用設(shè)計(jì)還“模仿”硬盤，那么閃存的優(yōu)勢不可能得到充分發(fā)揮。現(xiàn)在，為閃存應(yīng)用而優(yōu)化的呼聲越來越高。

為了更好地發(fā)揮SSD的性能，服務(wù)器、存儲系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)和部件也在發(fā)生改變。而PCIe技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展重新定義了連接的方式，無論是2.5英寸的盤片也好，還是插入式的閃存卡也好，都可以直接與CPU相連。服務(wù)器、存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都會為閃存而改變，這必然會影響到整個數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)。

Derek Dicker舉了PMC自己的一個例子：“某些細(xì)分市場上的客戶主動找到PMC探討極高密度SSD的部署。例如，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的客戶需要在一塊十分狹長的卡上密密麻麻地布滿NAND芯片。另外，還有一些用戶需要MD2這樣小尺寸的閃存盤片。SSD的外形尺寸不一，會影響服務(wù)器甚至整個數(shù)據(jù)中心的形態(tài)?！?/p>

一項(xiàng)新技術(shù)能否取代舊技術(shù)，一個關(guān)鍵是成本，閃存與硬盤之間的博弈也是如此。在閃存剛出現(xiàn)時，有些人認(rèn)為，未來在存儲市場上，閃存會是唯一的幸存者，但事實(shí)上這種情況并沒有發(fā)生。閃存取代硬盤的過程是緩慢而平穩(wěn)的。

Derek Dicker表示，即便閃存的優(yōu)勢再多，硬盤也不會被完全取代。在企業(yè)級應(yīng)用中，存儲是分層級的，磁帶、硬盤和閃存將各司其職。盡管硬盤市場會持續(xù)萎縮，但硬盤廠商仍在持續(xù)創(chuàng)新，硬盤還會有很長的生命期。

優(yōu)勢在子系統(tǒng)

IDC的預(yù)測顯示，從2016年開始，企業(yè)級閃存產(chǎn)品的應(yīng)用規(guī)模將超過消費(fèi)級閃存產(chǎn)品，企業(yè)級閃存產(chǎn)品的采購量增長也將遠(yuǎn)超預(yù)期。Derek Dicker表示，PMC對于企業(yè)級閃存市場的發(fā)展前景非常樂觀，并十分看好現(xiàn)有的兩條閃存產(chǎn)品線——Flashtec控制器和NVRAM未來的增長。

為了開拓企業(yè)級閃存這一新的業(yè)務(wù)，PMC也在不斷突破自己的“底線”，從原來專注于做芯片，現(xiàn)在也開始做閃存控制器甚至是子系統(tǒng)。那么未來，為了適應(yīng)新業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，PMC會不會更進(jìn)一步，嘗試開發(fā)完整的企業(yè)級閃存系統(tǒng)，繼續(xù)拓展現(xiàn)有的產(chǎn)品線呢？

“從PMC公司的整個發(fā)展歷史來看，從來都沒有涉足過完整的系統(tǒng)。但是最近，越來越多的行業(yè)客戶主動接洽我們，希望PMC能為他們開發(fā)定制子系統(tǒng)?！盌erek Dicker坦率地告訴記者，“未來5年內(nèi)，可能會有客戶要求PMC為它們定制一套完整的系統(tǒng)，但這其實(shí)并不在PMC的計(jì)劃之內(nèi)。如果有一天，我們發(fā)現(xiàn)開發(fā)一個完整的系統(tǒng)對客戶來說是非常必要的，那么我們可能會在將來的某個時間慎重考慮這個問題。不過目前PMC只專注于為客戶定制子系統(tǒng)。”

在開發(fā)完整的閃存系統(tǒng)方面，PMC表現(xiàn)得十分謹(jǐn)慎，最重要的原因是PMC目前的很多客戶本身就是閃存系統(tǒng)的供應(yīng)商，PMC不愿意和這些客戶直接競爭。以PMC公司的NVRAM加速卡為例，NVRAM這款產(chǎn)品其實(shí)也是客戶主動找PMC開發(fā)的。雖然客戶自己也能開發(fā)類似的子系統(tǒng)，但它們認(rèn)為開發(fā)這樣的子系統(tǒng)不是它們的專長，所以希望找到像PMC這樣在此領(lǐng)域具有專長的公司進(jìn)行定制，而這些客戶可以在PMC開發(fā)的子系統(tǒng)上加入自己開發(fā)的相關(guān)軟件，就可以實(shí)現(xiàn)閃存系統(tǒng)的差異化。

今天，若想充分發(fā)揮閃存硬件的價值，就必須在軟件的設(shè)計(jì)上下功夫。目前，PMC能為客戶提供的是參考固件，讓客戶在此基礎(chǔ)上做出差異化的產(chǎn)品?！耙灿锌蛻粽襊MC要更多的軟件模塊，但目前PMC只提供參考固件方案?！盌erek Dicker重申。

在閃存領(lǐng)域，PMC十分重視生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)，擁有一批默契的合作伙伴，英特爾公司就是其中之一。PMC擁有非常豐富的存儲產(chǎn)品線，因此與英特爾在產(chǎn)品上的合作十分緊密。比如，英特爾剛剛推出PCIe Gen3接口的時候，PMC很快就進(jìn)行了驗(yàn)證，并推出了當(dāng)時業(yè)界首款支持PCIe Gen3的產(chǎn)品。Derek Dicker表示，客戶可以放心地同時使用英特爾和PMC的產(chǎn)品，而無需擔(dān)心產(chǎn)品之間的互通、協(xié)作問題。另外，在NVMe標(biāo)準(zhǔn)的制定方面，PMC和英特爾也有緊密的合作。

PMC在中國有許多忠誠的客戶和合作伙伴，中國的閃存廠商Memblaze就是其中之一。“Memblaze的閃存產(chǎn)品在業(yè)界是領(lǐng)先的，而且中國的業(yè)務(wù)發(fā)展得很好，所以PMC與他們也在密切合作?！盌erek Dicker介紹說。