如今，閃存和SSD存儲解決方案正在改變著數(shù)據(jù)中心，其在虛擬化日益普及和企業(yè)級應用對性能越來越高的要求，數(shù)據(jù)中心的基礎設施將會面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
從最初的磁帶到軟盤再到光盤到現(xiàn)在的移動硬盤、固態(tài)硬盤。存儲介質(zhì)發(fā)生了翻天覆地的變化。盤點當前各大媒體的頭條中，閃存、SSD占據(jù)了半壁江山。 可以看出，閃存的發(fā)展非常迅猛，閃存的日益普及也是提高存儲效率的主要動力之一。而閃存的使用，則又“點燃”企業(yè)對內(nèi)存密集型應用、渴求I/O的應用、需 要微秒級響應時尚的繁重交易應用的需求。然而，盡管閃存自身擁有諸多優(yōu)勢，但其優(yōu)勢要想得到充分發(fā)揮，還需要相應的網(wǎng)絡性能來“輔助”。
NVMe提供了PCI Express(PCIe)SSD訪問的一個標準方式，能夠通過降低延遲和精簡指令集來顯著提高性能。
NVMe是什么？
說起AHCI的話大家應該都知道，現(xiàn)在所用的SATA接口與AHCI標準其實是為高延時的機械硬盤而設計的，目前主流SSD依然繼續(xù)使用它們，隨著SSD的性能逐漸增強，這些標準已經(jīng)成為限制SSD的一大瓶頸，專為機械硬盤而設計的AHCI標準并不太適合低延時的SSD。
這時候，NVMe就出現(xiàn)了。它其實與AHCI一樣都是邏輯設備接口標準。NVMe全稱Non-Volatile Memory Express，非易失性存儲器標準，NVM是指非易失性存儲，后面的Express簡寫為e，也可以參考PCIe的e。
NVMe的設計之初就有充分利用到PCI-E SSD的低延時以及并行性，還有當代處理器、平臺與應用的并行性。SSD的并行性可以充分被主機的硬件與軟件充分利用，相比與現(xiàn)在的AHCI標準，NVMe標準可以帶來多方面的性能提升。
據(jù)悉，NVMe規(guī)范是90多家公司在內(nèi)的工作小組所定制，包括業(yè)界知名的Intel、美光、戴爾、三星、NetAPP、EMC等公司，目的就是為SSD建 立新的存儲規(guī)范標準，讓它在老舊的SATA與AHCI中解放出來。2011年，NVMe標準正式出爐，該標準是根據(jù)閃存存儲的特點量身定制的，新的標準解 除了舊標準施放在SSD上的各種限制。2012年標準升級到NVMe 1.1，最新的NVMe 1.2標準是在2014所推出的。
那么，NVMe標準相比AHCI標準，有哪些優(yōu)點呢?我們總結(jié)為以下四點：
NVMe優(yōu)點之一：延時更低
NVMe的一大優(yōu)勢就是低延遲。這主要是因為流線型的存儲堆棧，NVMe無需讀取寄存器就可以發(fā)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。低延時和良好的并行性的優(yōu)勢就是可以讓SSD的隨機性能得到大幅度提升，在任何隊列深度下都能發(fā)揮出極佳的速 度。
NVMe優(yōu)點之二：IOPS大增
NVMe大大的提升了SSD的IOPS性能，在制定AHCI規(guī)范時并行性的想法并沒有完全融合到規(guī)范內(nèi)，利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優(yōu)化，但是接口并不允許SSD真正最大限度地發(fā)揮其應有的并行性。
NVMe還支持同一時間從多核處理器接受命令和優(yōu)先處理請求，這個特性在企業(yè)級的重負載時優(yōu)勢就會顯露出來。
NVMe優(yōu)點之三：功耗更低
NVMe加入了自動功耗狀態(tài)切換和動態(tài)能耗管理功能，設備從能耗狀態(tài)0閑置50ms后可以迅速切換到能耗狀態(tài)1，在500ms閑置后又會進入能耗更 低的狀態(tài)2。雖然切換能耗狀態(tài)會產(chǎn)生短暫延遲，但閑置時這兩種狀態(tài)下的功耗可以控制在非常低的水平，因此在能耗管理上，相比起主流的SATA接口SSD擁 有較大優(yōu)勢，這一點對增加筆記本電腦等移動設備的續(xù)航尤其有幫助。
NVMe優(yōu)點之四：功耗更低
驅(qū)動程序的兼容性也是所有PCI-E SSD的一個共有問題，此前的PCIe SSD，均需要安裝驅(qū)動程序后才能正常使用，而不同的廠商又各自為政，每個廠商產(chǎn)品都有自己的驅(qū)動，SSD也不能作為引導使用。但支持NVMe標準之 后，PCIe SSD就可適用于多個不同平臺，也不需要廠商獨立提供驅(qū)動支持。目前Windows、Linux、Solaris、Unix、VMware、UEFI等都 加入了對NVMe SSD的支持。
總結(jié)：
目前，隨著SSD性能需求的增長，SATA 6Gpbs和AHCI將逐漸成為存儲設備的發(fā)展瓶頸，而NVMe的出現(xiàn)，大大提升了SSD的速度和性能。目前業(yè)界三星、美光均推出了NVMe標準的相關產(chǎn) 品以占據(jù)市場，相信在未來，以NVMe為標準的存儲產(chǎn)品將會占據(jù)市場的半壁江山。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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