前兩天，我看到一個(gè)新的“混合”全閃存陣列形態(tài)出現(xiàn)了，NVMe+SAS SSD。這是誰(shuí)干的?是Tegile。
大家都知道，Dell是第一個(gè)支持在全閃存陣列進(jìn)行分層的廠商，其可以根據(jù)SLC、MLC、TLC不同的介質(zhì)SSD做成不同的性能層。目前，SLC SSD應(yīng)該基本沒(méi)有公司在做了，MLC和TLC應(yīng)該是市場(chǎng)的主流，未來(lái)估計(jì)還有QLC，因此，這種分層應(yīng)該還有一些市場(chǎng)。
Tegile的思路和Dell有點(diǎn)不同，不是采用不同的顆粒的FLASH做不同的層，而是采用不同接口的SSD做不同的層。即NVMe SSD是高性能層，SAS接口SSD做大容量層，當(dāng)然，顆粒也可以不同。
目前其在IntelliFlash HD系列支持這種分層方式。
不過(guò)看規(guī)格，好像一個(gè)陣列也就支持4個(gè)NVMe SSD，感覺(jué)數(shù)量太少了一些。估計(jì)直接利用控制器上的PCIe插槽來(lái)支持的。
Tegile采用HGST的NVMe SSD和SAS SSD，從單盤(pán)特性來(lái)說(shuō)，確實(shí)NVMe的性能和時(shí)延都要好很多。這兩種SSD應(yīng)該顆粒是一樣的，只是接口不同。
目前NVMe已經(jīng)走進(jìn)了主流存儲(chǔ)廠商的原生全閃存陣列產(chǎn)品里。比如，華為的Dorado 5000 V3，采用自研的NVMe SSD，是市場(chǎng)上第一款主流的NVMe SSD。
然后Pure Storage也推出了FlashArray //X70系列，也采用自研的NVMe 模塊，并且將在年底其前端支持也NVMeF，號(hào)稱第一款100%的NVMe陣列。
NVMe標(biāo)準(zhǔn)也在不斷演進(jìn)當(dāng)中，其中剛剛發(fā)布的NVMe 1.3標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)數(shù)據(jù)中心，支持了三個(gè)重要的特性：數(shù)據(jù)擦除、多流寫(xiě)和虛擬化。
其他還有一些管理特性的增強(qiáng)，還有針對(duì)消費(fèi)級(jí)的一些新特性。
由于我們重點(diǎn)講企業(yè)特性，因此，我這里重點(diǎn)和大家聊聊那三個(gè)數(shù)據(jù)中心特性。
第一個(gè)特性是數(shù)據(jù)擦除。我在今年的中國(guó)閃存峰會(huì)分享過(guò)，現(xiàn)在SSD擦除比較麻煩，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的HDD有專門(mén)的擦除方法，比如很多企業(yè)內(nèi)部采用低級(jí)格式化的方式。新的NVMe 1.3規(guī)范定義了3種擦除方式，第一是塊擦除，采用物理刪除NAND塊這種低級(jí)塊刪除方式，有點(diǎn)類似HDD的低級(jí)格式化，應(yīng)該是采用專門(mén)的命令。第二種方式就是針對(duì)加密的SSD，直接修改秘鑰，這樣數(shù)據(jù)就不可再解密;第三種方式是覆蓋寫(xiě)，但是由于SSD有FTL，因此這個(gè)覆蓋寫(xiě)應(yīng)該不是普通的覆蓋寫(xiě)，而是可以直接寫(xiě)具體物理地址的覆蓋寫(xiě)。不過(guò)，由于會(huì)影響壽命，因此不是推薦的擦除方式。
為什么需要這么費(fèi)勁做數(shù)據(jù)擦除，因?yàn)檫@樣可以防止數(shù)據(jù)泄密，而且這個(gè)SSD可以重新回收利用。在陣列退役或者SSD更換維修的時(shí)候，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以幫助你安全擦除數(shù)據(jù)。如果不能安全擦除，你可能需要購(gòu)買(mǎi)硬盤(pán)不返還維保服務(wù)，價(jià)格要高一些。
第二個(gè)特性存儲(chǔ)虛擬化。這里的存儲(chǔ)虛擬化指的是虛擬機(jī)如何訪問(wèn)下面的NVMe SSD。傳統(tǒng)的方式是NVMe驅(qū)動(dòng)在Hypervisor里，所有VM都通過(guò)Hypervisor來(lái)訪問(wèn)，這些性能會(huì)差些。
現(xiàn)在支持VM直接訪問(wèn)NVMe SSD，就好像其獨(dú)占這個(gè)NVMe SSD一樣。
目前實(shí)現(xiàn)的原理是采用PCIe SR-IOV技術(shù)。因?yàn)镹VMe SSD也是PCIe的接口，因此，就像原來(lái)直通網(wǎng)卡和直通顯卡一樣，采用SR-IOV來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)VM可以直接訪問(wèn)PCIe的設(shè)備。
第三個(gè)特性，我認(rèn)為也是最大的特性就是多流寫(xiě)了。大家知道，SSD上面有一個(gè)控制器(小腦)，但和Host(大腦)一直沒(méi)有一種方式來(lái)交換元數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)一種聯(lián)動(dòng)?，F(xiàn)在NVMe 1.3定義了一個(gè)交換元數(shù)據(jù)的方式，即在每個(gè)IO命令上可以加上一個(gè)標(biāo)簽。
在NVMe 1.3里面，這個(gè)交換元數(shù)據(jù)技術(shù)首先應(yīng)用在多流寫(xiě)技術(shù)里。大家知道，SAS SSD的多流寫(xiě)技術(shù)已經(jīng)由三星推動(dòng)成一個(gè)SCSI的標(biāo)準(zhǔn)(詳見(jiàn)用多流寫(xiě)技術(shù)提高SSD的性能和壽命?)，但是，由于NVMe SSD拋棄了SCSI協(xié)議，因此，需要重新定義一個(gè)多流寫(xiě)的標(biāo)準(zhǔn)。
如果沒(méi)有多流寫(xiě)，所有的負(fù)載都混在一起。
因此，SSD盤(pán)里的數(shù)據(jù)冷熱程度是無(wú)序的。這樣對(duì)于垃圾回收來(lái)說(shuō)特別不利。
有了多流寫(xiě)以后，SSD盤(pán)根據(jù)寫(xiě)入的I/O上面的標(biāo)簽，把不同標(biāo)簽的數(shù)據(jù)放到不同的區(qū)域(冷熱數(shù)據(jù)分區(qū)存放)。這樣垃圾回收的效率大大提高，SSD盤(pán)就能提供更好的性能，不受傳統(tǒng)的垃圾回收的困擾。
除了多流寫(xiě)，未來(lái)也可以擴(kuò)展到其他的元數(shù)據(jù)，比如I/O優(yōu)先級(jí)聯(lián)動(dòng)。從上面NVMe的路標(biāo)可以看到，2019年要提供IO Determinism(IO確定性)這個(gè)特性，應(yīng)該就是利用給I/O打上QoS標(biāo)簽的原理，把Host的I/O優(yōu)先級(jí)傳遞給NVMe SSD，讓SSD的控制器(小腦)優(yōu)先處理高優(yōu)先級(jí)的I/O。未來(lái)其他的存儲(chǔ)廠商也真的有可能采用商用的NMVe SSD來(lái)實(shí)現(xiàn)類似現(xiàn)在華為Dorado V3一樣的盤(pán)控聯(lián)動(dòng)功能了(詳見(jiàn)不做SSD盤(pán)/卡，可以實(shí)現(xiàn)華為Dorado V3的盤(pán)控聯(lián)動(dòng)技術(shù)嗎)，不過(guò)就是要等到2019年才有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于目前華為Dorado V3的聯(lián)動(dòng)能力，而且目前看只有三星SSD在主推這個(gè)技術(shù)，Intel SSD不一定跟進(jìn)，因?yàn)檫@是一個(gè)可選的選型，不是所有的NVMe SSD都會(huì)支持。因此，可能限制你自由選擇SSD盤(pán)廠商，一般大廠是不愿意綁定一個(gè)SSD廠商的。
我們看到，隨著今年華為和Pure推出NVMe全閃存陣列，標(biāo)志著2017年進(jìn)入了NVMe AFA的元年。隨著NVMe規(guī)范的完善，估計(jì)2年后，幾乎所有的AFA廠商都會(huì)轉(zhuǎn)向NVMe。
NVMe的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，讓我們現(xiàn)在就考慮采用NVMe吧。
數(shù)字化要一盤(pán)棋更要各自為戰(zhàn)
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