SSD价格不断下降，PCIe+NVMe如何颠覆传统存储？

大数网的作者群有一个叫“大王”的，专门研究存储。近期写了一系列的科普文章，知识点很多。这里把他说的资料全部整理了一下，来一起研究存储的未来。

存储有什么未来？可以预见的是，由于SSD的价格的不断下降，以及PCIe接口的不断完善，加上NVMe协议的逐渐成熟，正在为整个存储系统带来颠覆性的改变，这种趋势明显。

如果再加上明年新材料TLC、3D-NAND、3D-Xpoint等面世和大规模商业化，PCIe+NVMe完全可能进入数据中心充当主存储系统，而不是只当缓存。

一直以来，缓存都是二房丫头的命，帮主子（数据）救急，过度一下IO；可二房丫头虽然颜值高，可价格贵，身子娇贵，主子可不敢把金银财宝（数据）完全交给她。现在二房丫头可以成为正房了。

我们看看这一切如何发生的。

壹 存储当前的瓶颈在哪里？

一定程度上，闪存将磁盘换掉之后，引发的连锁效应非常广泛，从接口到协议，从存储系统到网络架构，整个系统性的改变；但改变是缓慢的，就那NVMe来说，也是经过几年在互联网行业的成熟，才慢慢被接受。

现在，服务器、网络甚至于各种板卡和芯片厂商都着实为SSD方方面面骚动了一番。

具体有这么几个方面：

接口来说，磁盘时代6Gb/s的SATA和12Gb/s 的SAS，已经是带宽非常高的接口了，但SSD的出现立即把这些踢到了垃圾桶。

数据保护来说，之前PCIe SSD一般在Tie0层，主要的充当角色是缓存，主要作用是顶IO压力，而不是对应用数据的长时间储存。但是现在，PCIe SSD要做主存储，首先要解决的就是如何将多个PCIe SSD组合成为一个存储池了。

再用硬盘时代的RAID技术？NONO。比如RAID6效率非常低，而且写入次数太多，闪存使用寿命会缩短。当下针对PCIe SSD的数据保护技术可以说还处于初级阶段，闪存厂商可能会自己做一个数据保护软件。但是由于闪存厂商多有硬件的基因，所以这类软件未来必然走向闪存阵列。另一方面，针对固态存储的数据保护软件也将是软件厂商必争的一个领域。

可以预料的是，PCIe SSD有望成为主流，虽然会有新的固态介质和新的硬件接口，但是这需要时间也需要大量的投入，同时磁盘走向没落已经是没跑的事了。

其次，虽然PCIe SSD很热，特别是NVMe成熟之后，但是现在PCIe SSD仍在一个发展的前期，很多系统和网络层面的事还没有做。

贰 NVMe over Fabric统一网络结构？

说SSD正在改变所有，数据中心的网络协议就可能彻底改变。为什么？

因为未来数据中心有可能是上千片PCIe SSD充当存储主系统，用的就是NVMe over Fabric搭建。NVMe over Fabric的作用是，如何解决网络互联的问题。

NVMe over Fabric就是要将NVMe嫁接在各种网络上面，这里的网络可以是以太网（iWARP或者是RoCE）、InfiniBand等等，当然为了进一步缩减延迟，RDMA（Remote Direct Memory Access，远程直接数据存取）在NVMe over Fabric中也是非常重要的角色。

这个架构有三点需要说明。

首先，前端和后端都是基于NVMe的，并且与iSCSI和TCP/IP共用一个网络；

其次，对于RDMA的支持可以使得数据传输跳过操作系统进行，所以延迟可以得到进一步降低；

最后，随着网络技术的不断演进，iWARP RDMA不是唯一的选择，基于Omni和FC的方案应该也会有。

NVMe联盟早在去年9月就已经发布一个新闻稿，说是在旧金山的IDF上会有NVMe over Fabric的解决方案demo展出，而最早成型的解决方案有望在2016年出现。

既然说是网络中的问题，很多网络厂商也有相关的动向，比如InfiniBand领域的高手Mellanox有一个NBDx架构，两块PCIe SSD可以实现百万级的IOPS性能。还有EMC的DSSD，也是大规模的基于NVMe SSD的存储系统，资料太少，就不说了。

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