服務器I/O的系統架構演進


      在憶恆創源memblaze產品發佈會上,HP互聯網事業部的某帥哥講到了如下主題,稍作盜版,整理如下。
      其中最後一行的“PCIe“設備,原稿爲” PCIe Flash“,我修改爲PCIe的SSD/NVRAM。其實PCIe的Flash/SSD跨過了Controller, 協議棧更輕了, 但是如果是SFF-8639的PCIe SSD,還是需要連接到controller上。而PCIe的NVRAM加速卡,其實是區別於SSD,建立了一個新的存儲層,即MEM和SSD之間的高性能存儲層級,結合了DRAM的高速和耐用與NAND的持續性,提供十倍於SSD的性能。不過目前商用的產品只有PMC Flashtec NVRAM加速卡,http://www.csdn.net/article/2014-09-01/2821482 。


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另外,memblaze的產品還加持了NVMe,多嘮幾句。

        高級主機控制器接口(AHCI)的歷史可以追溯到2004年,它設計之初面向的是機械硬盤,所以這套東西跟固態硬盤完全不搭調。它針對高延遲的機械磁盤做優化,而不是對低延遲的非易失性存儲做優化。AHCI不能完全發揮固態硬盤的優勢,又因爲以NAND 和MRAM爲代表的非易失性存儲是大勢所趨,所以非常有必要開發一種軟件接口來突破AHCI的限制。
        於是NVMe順勢而生。NVMe當中,NVM是指非易失性存儲,後面的Express簡寫爲e,也可以參考PCIe的e。NVMe的開發由擁有80個成員的業界聯盟和包括像Intel, Samsung,和 LSI這樣的行業巨頭攜手推進。NVMe爲固態硬盤和PCIe而生,就像軟件接口至少可以存在十年,NVMe被行業賦予迎合未來存儲技術發展趨勢的崇高使命。

        NVMe的一大優勢就是低延遲。這主要是因爲流線型的存儲堆棧,NVMe無需讀取寄存器就可以發出命令。AHCI的每個命令都需要讀取4個不可緩存寄存器,從而導致大約2.5μs的額外延遲。
        另一個重大的改進就是支持多隊列和支持更高的隊列深度。多隊列讓CPU的性能得到更好的釋放,單核再也不是IOPS的瓶頸了。
        NVMe可以把延遲時間縮短爲當前100

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