英特爾與三星公司已經(jīng)各自推出“尺狀”外形的固態(tài)磁盤(pán)，其長(zhǎng)度大于標(biāo)準(zhǔn)的2.5英寸磁盤(pán)，而且容量也更為可觀。然而，市場(chǎng)對(duì)此類(lèi)產(chǎn)品的接納度卻一直不夠理想。Supermicro公司也在推出自己采用尺狀SSD的服務(wù)器，但響應(yīng)者同樣寥寥。
為什么會(huì)這樣？是不是說(shuō)這種高瘦型設(shè)計(jì)存在弊端？帶著這些問(wèn)題，我們請(qǐng)教了451公司高級(jí)分析師Steven Hill，請(qǐng)他就這種新外觀以及市場(chǎng)響應(yīng)作出評(píng)論。
長(zhǎng)條狀SSD硬盤(pán)來(lái)了，奇怪的形狀并沒(méi)有預(yù)期的吸引力
英特爾公司的“尺狀”SSD
簡(jiǎn)要回顧：英特爾公司推出的尺狀SSD長(zhǎng)度為325.35毫米，寬度為9.5毫米，高度則為38.6毫米。2U機(jī)架式機(jī)箱正面可接入32塊此種SSD。芯片巨頭將此稱為企業(yè)與數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)外形（簡(jiǎn)稱EDSFF）。
長(zhǎng)條狀SSD硬盤(pán)來(lái)了，奇怪的形狀并沒(méi)有預(yù)期的吸引力
Supermicro公司在服務(wù)器當(dāng)中使用36塊三星NGSFF驅(qū)動(dòng)器
三星的迷你尺狀NGSFF（即下一代小外形）驅(qū)動(dòng)器為110毫米長(zhǎng)、30.5毫米寬以及4.38毫米高，在2U機(jī)箱中能夠接入36塊。
長(zhǎng)條狀SSD硬盤(pán)來(lái)了，奇怪的形狀并沒(méi)有預(yù)期的吸引力
三星NGSFF驅(qū)動(dòng)卡
Hill認(rèn)為，尺狀驅(qū)動(dòng)器外形的實(shí)際應(yīng)用包含兩上需要考慮的問(wèn)題：這種外形本身，以及NVMe訪問(wèn)協(xié)議。
記者:在容量、空間密度以及能源效率訪友，您認(rèn)為這些外形與現(xiàn)有2.5英寸驅(qū)動(dòng)器外形有何區(qū)別？
Steven Hill:業(yè)界一定會(huì)發(fā)布新的閃存外形方案，這只是時(shí)間問(wèn)題。此項(xiàng)技術(shù)使其迎來(lái)了一種全新的存儲(chǔ)外形，即為閃存資源提供一種窄且長(zhǎng)的存儲(chǔ)模塊選項(xiàng)，而不再局限于在矩形設(shè)備內(nèi)安裝圓形碟片這一固有低效設(shè)計(jì)思路。
容量水平將隨著下一代閃存芯片的出現(xiàn)而提升，但閃存容量的大幅增加也在發(fā)熱量管理與功耗水平方面帶來(lái)了一系列新挑戰(zhàn)。
目前的高性能大容量閃存設(shè)備在功耗上可能與傳統(tǒng)磁盤(pán)非常相似，這主要是由于廠商需要增加內(nèi)置處理能力以抵消模塊容量上漲所帶來(lái)的性能下降。
閃存制造商最終有可能采取兩層式解決方法：提供速度更慢，但能耗更低的閃存資源; 或者提供速度更快，但容量更低的高性能存儲(chǔ)模塊。當(dāng)然，這只是我個(gè)人的猜想。實(shí)際上，廠商沒(méi)有理由以“一刀切”的方式硬性劃分閃存模塊的容量/效率/性能水平。
記者:您覺(jué)得這種新的閃存外形是否適用于JBOF、存儲(chǔ)陣列、超融合系統(tǒng)以及/或者普通服務(wù)器？
Steven Hill:這是個(gè)非常好的問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，其應(yīng)該適用于以上所有用途，但仍需要一些時(shí)間進(jìn)行過(guò)渡。
事實(shí)證明，閃存在企業(yè)級(jí)應(yīng)用當(dāng)中的彈性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的預(yù)期，所以沒(méi)有什么特別的理由（除了成本）會(huì)阻礙閃存存儲(chǔ)最終超越傳統(tǒng)磁盤(pán)的腳步。
當(dāng)然，保持向下兼容性一直是存儲(chǔ)產(chǎn)品所面臨的一大問(wèn)題，因此基于SAS接口的閃存驅(qū)動(dòng)器成為直接取代企業(yè)級(jí)磁盤(pán)的最低標(biāo)準(zhǔn)。SAS以抽象方式處理帶內(nèi)信息傳遞與管理，而NVMe也正在開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)以解決這一難題。
SAS已經(jīng)擁有十年的企業(yè)級(jí)應(yīng)用經(jīng)歷，并在傳統(tǒng)陣列模式下運(yùn)行良好; 不過(guò)NVMe能夠繞過(guò)傳統(tǒng)存儲(chǔ)模型而直接接入PCIe。這將帶來(lái)巨大的原始性能提升，但除此之外，企業(yè)應(yīng)用環(huán)境還需要考慮可靠性、數(shù)據(jù)保護(hù)以及管理能力等諸多因素。根據(jù)目前已經(jīng)發(fā)布的第四代24 Gbit每秒SAS公告，在進(jìn)行設(shè)備級(jí)性能比較時(shí)，原始帶寬已經(jīng)不再是決定一切的根本。
JBOF的實(shí)現(xiàn)難度最低，不過(guò)我認(rèn)為更大的挑戰(zhàn)在于如何充分發(fā)揮1U服務(wù)器的空間，從而為其提供PB級(jí)別的強(qiáng)勁速度表現(xiàn)。
記者: 是否存在傳輸帶寬問(wèn)題？
Steven Hill:提供可觀的內(nèi)部存儲(chǔ)傳輸帶寬當(dāng)然非常重要，但需要考慮的是，1U或者2U服務(wù)器所能提供的實(shí)際存儲(chǔ)容量本來(lái)就不是很大。我們可以輕松判斷該選擇陣列還是SDS應(yīng)用，但將其速度與容量標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展到外部客戶處則是完全不同的另一個(gè)問(wèn)題。
舉例來(lái)說(shuō)，英特爾公司的設(shè)計(jì)方案顯示，1U服務(wù)器中接入32塊NVMe尺狀模塊需要使用至少128條PCIe通道才能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器互連，其在讀取時(shí)單一模塊的速度至少能夠達(dá)到每秒2 GB。這在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)每秒64 GB讀取速率; 或者說(shuō)單一1U服務(wù)器內(nèi)將實(shí)現(xiàn)512 Gbps內(nèi)部存儲(chǔ)傳輸帶寬。
這樣的結(jié)果確實(shí)令人印象深刻，但如果我們無(wú)法將這樣的性能從機(jī)箱之內(nèi)轉(zhuǎn)移出來(lái)，那么一切都將毫無(wú)意義。這也堅(jiān)定了我的信念，即我們需要重新考量存儲(chǔ)空間的設(shè)計(jì)方向，從而充分發(fā)揮這些新型閃存技術(shù)的潛能。
記者:您能具體解釋一下嗎？
Steven Hill: 根據(jù)我了解到的情況，評(píng)估存儲(chǔ)資源的一大關(guān)鍵在于“追趕瓶頸”，因?yàn)槠款i會(huì)根據(jù)組件、系統(tǒng)以及應(yīng)用等因素的變化而到處移動(dòng)。擁有這種容量與性能水平的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)方案為了解決此項(xiàng)難題，往往選擇添加一個(gè)新的層——戴爾-EMC發(fā)布的DSSD就采取了這種解決思路。
我們認(rèn)為，基于閃存的存儲(chǔ)方案——特別是NVMe技術(shù)，將最終給企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)創(chuàng)造一個(gè)歷史性轉(zhuǎn)折點(diǎn)。NVMe的速度與容量水平絕對(duì)不容忽視，但就目前來(lái)講，NVMe生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于企業(yè)級(jí)應(yīng)用而言并不完整，也還沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證。
記者: 具體來(lái)講，您認(rèn)為英特爾的尺狀外形在服務(wù)器上扮演著怎樣的角色？三星的迷你尺狀外形又如何？
Steven Hill:很明顯，即使是目前能夠買(mǎi)到的價(jià)格最便宜的、最為粗糙的PCIe/NVMe消費(fèi)級(jí)驅(qū)動(dòng)器，速度也同樣可以達(dá)到任何企業(yè)級(jí)傳統(tǒng)磁盤(pán)的數(shù)倍——甚至優(yōu)于傳統(tǒng)陣列。因此NVMe的廣泛普及可以說(shuō)是一種必然的趨勢(shì)。
其中的挑戰(zhàn)在于如何將NVMe應(yīng)用于PCIe，同時(shí)提供與SAS技術(shù)相對(duì)等的熱挺拔與錯(cuò)誤處理能力。盡管PCIe在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔，但與PCIe最初設(shè)計(jì)中的使用場(chǎng)景相比，我們?cè)趯?shí)際運(yùn)行這類(lèi)持久性存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，最常見(jiàn)的移除與更換方法仍然需要在BIOS、驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序?qū)用孀鞒龈鄥f(xié)調(diào)——而無(wú)法僅僅拔下PCIe。
另外，外部化NVMe擁有兩種物理標(biāo)準(zhǔn)也并不令人驚訝，畢竟二者都擁有明確的自身價(jià)值。
根據(jù)初始信息，這兩種模式在技術(shù)層面皆具備出色的適用性，因此二者的主要區(qū)別實(shí)際上體現(xiàn)在存儲(chǔ)容量與物理服務(wù)器空間方面。
英特爾尺狀模塊基于EDSFF設(shè)計(jì)，在物理角度看擁有兩倍于三星NGSFF模塊的長(zhǎng)度。這意味著前者幾乎能夠保證實(shí)現(xiàn)引腳兼容，且不存在潛在的互操作性沖突。
英特爾公司的設(shè)計(jì)可能擁有更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義，因?yàn)镹VMe作為一種高容量解決方案進(jìn)一步向外擴(kuò)展。但目前企業(yè)級(jí)閃存的關(guān)注重點(diǎn)仍然體現(xiàn)在性能層面，因此從容量的角度來(lái)看，三星公司的小型模塊可能也同樣夠用，且需要占用的服務(wù)器空間更低。
我們已經(jīng)看到了以云為中心的1U設(shè)計(jì)方案，其利用極長(zhǎng)的內(nèi)部NVMe存儲(chǔ)模塊并通過(guò)100 Gbit以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)連接——但這些設(shè)計(jì)都針對(duì)云規(guī)模操作進(jìn)行了優(yōu)化。同樣的，基于閃存的容量層模式才剛剛開(kāi)始出現(xiàn)。
記者:您如何看待三星公司在其迷你尺狀SSD上實(shí)現(xiàn)對(duì)象存儲(chǔ)能力？您是否愿意使用這類(lèi)產(chǎn)品？
Steven Hill:我們最近一直在思考這個(gè)問(wèn)題，說(shuō)老實(shí)話，這個(gè)問(wèn)題其實(shí)挺難回答。
對(duì)象存儲(chǔ)是我們目前所要涵蓋的關(guān)鍵性領(lǐng)域之一，我個(gè)人在一定程度上其實(shí)很喜歡將對(duì)象與IP功能引入獨(dú)立存儲(chǔ)設(shè)備的想法。但必須承認(rèn)的是，將這些功能引入全部驅(qū)動(dòng)器其實(shí)并沒(méi)有多大的必要性或者現(xiàn)實(shí)意義。
在我當(dāng)初看到像希捷Kintetic驅(qū)動(dòng)器這樣的設(shè)計(jì)概念時(shí)，我覺(jué)得對(duì)象抽象并不適合被引入設(shè)備層面，因?yàn)槠髽I(yè)級(jí)對(duì)象與SDS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)目標(biāo)上主要專(zhuān)注于利用并保護(hù)無(wú)狀態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備。然而，新的功能必要要求新的技術(shù)加以配合，因此我們將在大容量閃存模塊這一歷史背景之下重新審視其經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的具體變化。
接下來(lái)是LightNVM以及CNEXLabs等公司推出的“Open Channel”固態(tài)驅(qū)動(dòng)器，他們認(rèn)為就連閃存 轉(zhuǎn)換層（簡(jiǎn)稱FTL）也沒(méi)必要在NVMe模塊上實(shí)現(xiàn)。
他們認(rèn)為應(yīng)該讓軟件處理一切，包括物理NAND芯片自身內(nèi)的直接放置與移動(dòng)。必須承認(rèn) ，其在某些特定工作負(fù)載來(lái)說(shuō)確實(shí)擁有實(shí)際意義，但我認(rèn)為這種作法同樣也會(huì)令原始性能水平超出設(shè)備層級(jí)單一FTL所能提供的硬件彈性標(biāo)準(zhǔn)。
此后，基于設(shè)備的對(duì)象與Open Channel SSD在很大程度上依賴于以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，這也對(duì)移動(dòng)瓶頸產(chǎn)生了影響，并有可能引發(fā)另一大顯著問(wèn)題——在共享網(wǎng)絡(luò)之上對(duì)QOS、安全以及資源的爭(zhēng)用。
評(píng)論意見(jiàn)
尺狀與迷你尺狀SSD外形的采用與NVMe協(xié)議同SAS間日益縮小的成熟度差距密不可分。畢竟SAS在速度上無(wú)法與NVMe相提并論，也無(wú)法直接接入PCIe北至。
然而，使用SAS的服務(wù)器及存儲(chǔ)系統(tǒng)仍然擁有雙端口以及熱插拔支持等企業(yè)級(jí)功能。除非NVMe獲得類(lèi)似的功能，否則其普及度將始終受到限制。
盡管24 Gb每秒SAS協(xié)議即將推出，但人們?nèi)云毡檎J(rèn)為尺狀與迷你尺狀驅(qū)動(dòng)器外形還是會(huì)采用NVMe訪問(wèn)機(jī)制。而考慮到NVMe存在上述功能缺失，這兩類(lèi)新型閃存存儲(chǔ)選項(xiàng)的采用速度也將因此放緩。
這也許恰恰解釋了為什么各大主流服務(wù)器與存儲(chǔ)陣列廠商一直對(duì)這種新的閃存模塊形式采取觀望態(tài)度。其次，為什么只有英特爾與三星兩家廠商在開(kāi)發(fā)這種新的外形方案？可能是因?yàn)槠渌黃SD供應(yīng)商正在等待，并希望在形勢(shì)明朗之后再?zèng)Q定是否、何時(shí)或者如何投身于其中。
