原标题：小小协议大威力，数字化转型为何缺不了NVMe全闪存？
“天下武功、唯快不破”，数字经济时代尤甚。
都说数据堪比新时代的石油，极富价值。但比数据本身更重要的是，数据价值如何快速、高效地释放。毫无疑问，谁能快速、高效释放数据价值，谁就在激烈市场竞争中占据主动。
来看个鲜活的例子：某大型股份制银行，有超过2万名员工属于重度的数据消费者，从日常的精准营销、精细化运营到风险控制等，时时刻刻都需要使用数据。但随着业务量的增加，数据报表打开率却不尽如人意，过长的等待时间对业务体验和效率带来显著影响。该行系统负责人透露：“专门团队使用各种招数对数据报表进行性能优化，效果依然不太理想。最后发现是硬件协议的瓶颈。更换了端到端NVMe全闪存之后，业务性能得到质的飞跃。”
无独有偶，随着千行百业数字化转型的深入，NVMe这项小小的存储协议愈发牵动着用户的心。很多用户逐渐意识到，SSD等介质革命固然带来了IO的巨幅提升，但NVMe协议才是发挥性能的关键，而端到端NVMe则犹如打通存储系统乃至整个数据中心的任督二脉，让数字化转型真正走向“高速之路”。
NVMe为何至关重要
数字化转型需要基础设施铺就一条高速之路。
一直以来，作为承载数据的存储系统被寄予厚望。十多年前，当闪存进入到存储系统之后，人们普遍认为数据中心的性能瓶颈将被彻底打破。然而，采用了SSD的存储系统在真正业务场景中性能表现并非“一飞冲天”，甚至某些业务场景是“有力使不出”。
究其原因，存储协议才是关键。
在SSD进入市场的早期，为了迅速融入到数据中心的生态系统中，硬盘数据划分的扇区、LBA等概念都被SSD所“继承”，甚至接口协议/硬盘外形规格也被保留下来。这样的好处就是，在数据中心生态中，不论是操作系统层面，还是物理规格层面，从机械硬盘过渡到SSD都是透明的，对用户影响极小。
但保留了兼容性，性能必定会做出一定的牺牲。传统SAS协议还是机械硬盘时代的产物，复杂的系统架构、过多的协议解析、有限的队列并发能力，限制了SSD性能优势的发挥。
因此，专门为SSD设计的NVMe协议孕育而生，它去掉SAS系统中的SCSI等复杂协议层，降低了协议开销，减少交互次数，以及成熟的多队列机制，让它能消除数据路径的延迟，实现对SSD介质并行访问数量指数级增长，并且支持以太网、InfiniBand、FC等多种高速网络，与SSD可谓是天合之作。
如果说SSD的出现，为数据存储铺就了一条“高速公路”；那么，NVMe就成为“高速公路”最新的运营规则，它确保了数据可以快速、高效地进行处理。
从2009年全球90多家公司组成NVMe工作组，到2011年NVMe 1.0版本正式推出，再到2021年6月NVMe 2.0版本推出，NVMe产业生态不断走向完善，从NVMe芯片组、NVMe SSD产品、NVMe协议等均取得了长足进步。
如今，NVMe已经不仅仅是一种闪存的接口协议，更是发展到整个存储网络领域，端到端NVMe、NVMe全闪化成为大势所趋，从而进一步释放数据存储的性能潜力。
端到端NVMe已成大势所趋
最早期的全闪存阵列上，往往采用SATA/SAS接口的SSD；再之后，支持NVMe 的SSD出现，很多全闪存开始在存储后端更换成NVMe SSD，性能得到进一步提升。但并不意味着存储系统的性能达到极限。
如何将全闪存等存储系统的性能潜力彻底挖掘出来？
端到端NVMe被认为是大势所趋。在后端采用NVMe SSD之后，存储厂商们开始将目光瞄准到全闪存的控制器架构。过去，大部分全闪存的控制器架构是专门为机械硬盘而设计的。显然，阵列控制器以及存储网络协议也需要与时俱进，适应时代的发展，让NVMe充分发挥出性能红利。
因此，NVMe over Fabrics孕育而生，作为存储阵列与前端主机连接的通道，NVMe over Fabrics实现NVMe标准在多种网络上的扩展，并且取代了过去FC、iSCSI等协议，降低存储网络协议栈处理开销。前端主机可以使用本机NVMe协议直接与NVMe SSD进行通信，进一步提升性能和降低延时，适应SSD介质驱动的存储控制器架构演进。
目前，所有存储厂商都在积极布局端到端NVMe全闪方案。例如，华为在业界实现了全系列端到端的NVMe产品：在端到端的NVMe高速通道上，华为采用自研ASIC接口模块、自研ASIC SSD盘/框设计，从协议解析、IO转发、业务优先、硬件加速等方面对NVMe进行全面支持，为数据传输提供高速通道。
来看看这样设计带来的好处，采用端到端NVMe设计的OceanStor Dorado，NVMe协议相比SCSI协议减少了40%的主机网络协议栈开销，节约主机CPU消耗，在同等性能情况下支持更多的主机应用；此外，通过NVMe协议，CPU和SSD盘可直接通信，缩短传输路径，协议的并发数提升到64K，协议交互次数从4次减少为2次，读写请求处理效率提升1倍以上。
从华为实验室环境测试数据来看，在8K IO、100%读场景下，OceanStor Dorado 端到端时延能从562us降低到50us，时延缩短了10倍。更加关键的是，华为存储从高端到中低端均能做到端到端NMVe，支持端到端全系列NVMe。
如今，很多业务场景都是分秒必争，比如实时交易、机器学习等，这些应用场景无论是业务规模还是数据量均今非昔比，对于处理和访问数据的速度要求越来越快。以刚刚结束的6.18购物节为例，十年时间单峰值扩大了上千倍之多，多家银行在海量交易峰值早已突破上万的TPS（每秒处理事务数）。
所以，随着千行百业数字化转型的深入，端到端NVMe必定会帮助企业构建起强大和快速的基础设施，加速数字化转型。
普及NVMe，降成本和破技术惯性是关键
众所周知，在企业级领域，新技术的过渡与普及受制于成本和技术惯性，往往需要一个较长的周期。
以成本为例，很多情况下，升级换代到端到端NVMe的存储需要增加额外成本，如果这部分成本不能控制在比较合理的空间，就会延缓NVMe的普及和应用。
又如，技术惯性也是不能忽视的因素。截止到去年，服务器平台的PCIe在Gen3已经停留多年，逐渐形成强大的技术惯性，束缚了数据中心用户在存储端的更新换代。不过，随着未来几年，数据中心服务器平台快速向PCIe Gen4和Gen5演进，给存储、网络空间带来了极大的提升空间，也让端到端的NVMe全闪存方案有望打破技术惯性，加速在数据中心用户中的普及。
值得一提的是，华为存储近年来一直致力于端到端NVMe 全闪存方案的普及，不仅在技术、产品层面不断打磨与创新，其OceanStor Dorado系列NOF+联合方案更是在中国银行、华夏银行等多个行业头部客户得到成功商用。
此外，为进一步消除数据中心用户在成本和技术惯性上的束缚，华为存储近日还正式推出了华为Flash Only Pro活动:凡是新订单即可由SAS全闪存免费升级为NVMe全闪存，并且该活动适用OceanStor Dorado全闪存全系列产品。
面向未来，随着NVMe技术的成熟和不断完善，端到端NVMe方案必然将加速在数据中心的普及速度，未来数据中心必定是NVMe的天下。而对于广大身处数字化转型的千行百业用户，登上NVMe这趟高速跑车，必然会在数智化时代中实现唯快致胜。
免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。
