软件定义闪存的星际穿越故事
软件定义闪存的星际穿越故事
ChinaByte 宋家雨
一部好莱坞原创科幻冒险电影《星际穿越》，让我们不得不恶补了一下相对论、量子力学、黑洞虫洞理论，让我们知道如何在N次空间内通过摩斯密码与人类进行沟通。与之相比，在全闪存的世界，要想把SLC、MLC、TLC等NAND，LDPC和PCIe闪存卡、SAS/SATA闪存盘，NVMe、SAA/SATA接口等概念搞清楚，这也不是一件轻松的事情。
不知不觉的闪存2.0时代
不知不觉之中，现在已经是闪存2.0的时代，这让很多人不得不恶补一下闪存1.0时代。
关于闪存，很多人的最直观感受来自闪存盘。现在的电脑，开机速度越来越快，机身愈来愈薄，重量愈来愈轻，其中很重要的改变来自闪存盘。人们没有更多的比较，从磁盘到闪存盘的过度很自然。但这是在消费端，在企业级应用端，闪存的应用就没有这样的轻松了。
在企业端，需要在PCIe闪存卡、全闪存阵列、混合阵列，以及NVMe、SAS/SATA端口上进行选择，其性能特点各不相同，需要用户根据实际情况进行选择。其中，PMC所倡导的闪存2.0就和这些技术有关。
PMC Princeton架构
其中，从各种形式的NAND闪存颗粒，到最终的闪存卡、SAS/SATA盘存储产品，这就像唐僧取经，不说九九八十一难，也还是有工作要做。PMC通过发布Princeton架构，为合作伙伴提供了软件定义的闪存控制器，合作伙伴不需要关注NAND管理和发现，也不需要关注加密、缓存和日志管理，不需要关注主机接口，而是以Princeton为基础，定制开发适合上层应用的闪存存储产品。以PCIe闪存控制卡为例，此前的闪存卡基于私有协议定制开发，因此也被称为闪存1.0时代。PMC软件定义闪存，通过NVMe等开放的协议和标准将闪存带入了2.0时代。
闪存控制卡参考固件设计
SATA还是PCIe 这是一个问题
众所周知，磁盘拖了系统性能的后腿。闪存的出现让情况得到了彻底改观。但怎样使用闪存，是SAS/SATA盘的形式，还是PCIe闪存卡的方式，用户会面临一个选择的问题。
谈到闪存的应用，新浪网微博核心数据库架构设计师杨尚刚表示，SAS已经出局，目前新浪多数使用SATA SSD, 部分应用上会使用PCIe SSD。 他指出，SATA SSD好处在于应用不需要更多改变，但同时他也指出，大量使用SSD盘，RAID卡等有可能会成为性能瓶颈，此外，SSD寿命的监控和生命周期的管理还不够完善。据了解，新浪微博通过使用PCIe SSD，其服务器数从10台降到3台，成本和服务都有非常大的提高。
与新浪相比，国内领先的PCIe闪存卡制造商Memblaze高级战略合作总监张泰乐的观点更加明确，他表示SAS/SATA未来必将出局，未来的标准将是NVMe，无论是闪存卡，还是闪存盘，未来都会采用标准的NVMe。“SAS是磁盘的标准，在闪存的时代一定会被抛弃。”他说。
张泰勒表示，基于PMC优秀的芯片设计能力，通过其SDF功能，Memblaze能将自己的管理算法结合到控制器中，以达到更好的性能以及更低的成本。日前，Memblaze宣布了PBlaze4芯产品，根据介绍该产品未来有两种产品形态，一个是卡形式，一个是盘的形态。其中，卡的形态适用于没有8639接口(支持NVMe协议)的服务器，容量最高达6.4TB，对于盘形态，面对8639可以热插拔的，最大的容量是4TB。
目前，对于闪存应用而言，价格无疑是一个主要的障碍。对此，PMC NVMe 存储产品线总经理Derek Dicker表示，闪存的成本目前以每年50%的速度下降，这将为用户扫除障碍，但与此同时，用户也需要从每GB成本评估，转为每IOPS的成本评估。他指出，对于成本的评估不仅从闪存的初始购买成本入手，还要从系统的角度进行衡量。闪存不仅可以带来服务器数量上的节省，在节能和功耗上，也能够带来更多的节省。
张泰勒对闪存的价格有一个形象的比喻。“这就像汽车和自行车，人们购买汽车，不是因为它的价格降低到自行车的水平，而是因为汽车能够带来更快的速度和交通体验。”他说。
小结
作为存储介质的一场革命，闪存技术不仅要颠覆传统以磁盘为核心的存储技术，而且也会对IT产业产生影响和冲击。以服务器为例，浪潮集团互联网行业部资深架构师李璀就指出，闪存将会给服务器设计带来新的挑战，在PCIe、SAS/SATA之间如何取舍争取最大的平衡，这都需要考虑的新话题。他表示，从供电到散热，都需要进行统筹考虑。
可以预计，随着闪存应用的不断深入，阵列这种形式是否依然会存在，即使如全闪存阵列，其概念也将发生新的变化。但有一点可以预计，对于目前方兴未艾的横向扩展的分布式存储应用而言，闪存将会给服务器带来更多的性能改善，这必会为软件定义存储推波助澜。所以说，一场深刻地改变才刚刚开始!
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