閃存的性能表現(xiàn)，可以說(shuō)對(duì)得起它的名號(hào)了，但是它的速度還是有提升空間的，特別是在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。

為了追求更快的存儲(chǔ)性能，企業(yè)對(duì)NVMe越來(lái)越感興趣。這是一項(xiàng)“閃存友好型”技術(shù)，可以極大地固態(tài)硬盤(SSD)的讀寫性能，提升其能力。那么，它對(duì)SATA來(lái)說(shuō)意味著什么?讓我們來(lái)看看專業(yè)人士都需要了解的，關(guān)于NVMe和SATA之間的“愛(ài)恨糾纏”。

NVME是一個(gè)主機(jī)控制器接口規(guī)范，它使用PCI Express (PCIe)總線將SSD連接到服務(wù)器。這項(xiàng)技術(shù)是由NVM Express公司開發(fā)的。NVM Express是一家非盈利行業(yè)協(xié)會(huì)，得到了思科(Cisco)、戴爾(Dell)、NetApp、希捷(Seagate)和西部數(shù)據(jù)(Western Digital)等領(lǐng)先IT公司和存儲(chǔ)供應(yīng)商的支持。

“該接口提供了優(yōu)化的命令問(wèn)題和完成路徑。它通過(guò)支持到設(shè)備的單個(gè)I/O隊(duì)列中的最多64K命令來(lái)支持并行操作。此外，還增加了對(duì)許多企業(yè)功能的支持，如端到端數(shù)據(jù)保護(hù)(兼容T10 DIF[數(shù)據(jù)完整性字段]和DIX[數(shù)據(jù)完整性擴(kuò)展]標(biāo)準(zhǔn))、增強(qiáng)的錯(cuò)誤報(bào)告和虛擬化?！?/span>

NVMe解決了基于閃存的存儲(chǔ)與遺留數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)發(fā)生沖突時(shí)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題:瓶頸。從本質(zhì)上講，為磁盤而設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)接口和總線結(jié)構(gòu)已無(wú)法跟上SSD的腳步。當(dāng)使用具備功能強(qiáng)大的多核處理器和大量RAM的服務(wù)器時(shí)，如果仍然要浪費(fèi)大量時(shí)間等待數(shù)據(jù)傳輸，顯然不是一個(gè)明智的選擇。

NVMe拯救世界。與SATA相比，它可以以極快的速度和更低的延遲加載數(shù)據(jù)，提供快速的性能，并使企業(yè)能夠平滑運(yùn)行曾經(jīng)可能會(huì)隨時(shí)停頓的存儲(chǔ)工作負(fù)載。

在性能方面，NVMe是一個(gè)規(guī)則的改變者，但它無(wú)法擔(dān)保更快的閃存性能。在采取行動(dòng)之前，存儲(chǔ)管理人員會(huì)希望完成他們的工作，并對(duì)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以確保它很適合他們的IT目標(biāo)。他們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)其他的因素是瓶頸效應(yīng)和性能的影響。NVMe SSD可從許多供應(yīng)商處獲得，包括英特爾、美光、三星和西部數(shù)據(jù)。安裝選項(xiàng)包括M.2和2.5英寸的U.2，當(dāng)然還有PCIe卡。

SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高級(jí)技術(shù)附件)是用于連接ssd、硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)和光驅(qū)的PATA總線接口的繼承者。任何熟悉電腦的人都會(huì)記得，SATA接口的布線與PATA相比，更容易操作。不過(guò)，除了更整潔、更易于管理的布線外，SATA的故事還有更多內(nèi)容。

自從SATA在2000年問(wèn)世以來(lái)，該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了多次性能改進(jìn)。例如，SATA I或1.0能夠以高達(dá)15mb /s的速度傳輸數(shù)據(jù)。到SATA III，則可以達(dá)到600 MB/s的速度。還有2013年推出的3.2修訂版，在SATA Express連接器規(guī)格(不要與eSATA混淆)中同時(shí)支持SATA和PCIe，其設(shè)計(jì)速度為1,969 MB/s。盡管紙面上看令人印象深刻，但行業(yè)在很大程度上跳過(guò)了SATA Express。

SATA還支持熱插拔，這意味著可以將SATA存儲(chǔ)設(shè)備插入或從系統(tǒng)中移除，系統(tǒng)通電后仍能正常運(yùn)行，這是其前身PATA所不具備的功能。它還使用高級(jí)主機(jī)控制器接口(AHCI)接口，該接口允許使用本機(jī)命令隊(duì)列(NCQ)，這是一種提高性能的驅(qū)動(dòng)器優(yōu)化技術(shù)，且提供前面提到的熱插拔功能。

該標(biāo)準(zhǔn)由2004年成立的非營(yíng)利組織SATA- IO維持，支持者包括AMD、戴爾、惠普、英特爾、美光、希捷和其他許多大型IT公司。在這些首字母縮略詞的背后，存在著顯著的差異，以重塑企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境。傳統(tǒng)的HDD不在其列。機(jī)械磁盤對(duì)于閃存優(yōu)化接口來(lái)說(shuō)是太慢了。不過(guò)，SATA可以同時(shí)應(yīng)用于SSD和HDD。SATA SSD的存儲(chǔ)性能可能比HDD的同類產(chǎn)品要好，但NVMe SSD可以明顯地超越它們。

SATA III以600 MB/s的理論速度運(yùn)行，不過(guò)與此接口相連的SSD通常不能達(dá)到該水平的數(shù)據(jù)吞吐量。一個(gè)7200 RPM的SATA HDD，也只能達(dá)到SDD的一小部分，提供100MB/s的速度。最近，三星發(fā)布了消費(fèi)者級(jí)NVMe SSD，三星970 PRO NVMe和970 EVO NVMe。在測(cè)試中，兩者的讀取速度都達(dá)到了3500 MB/s。在向SSD寫入數(shù)據(jù)時(shí)，970 PRO超過(guò)970 EVO，速度分別為2,700 MB/s和2,500 MB/s。

定義NVMe的另一個(gè)特征是它的并行性。正如本文開頭所提到的，NVMe的隊(duì)列深度，或每個(gè)隊(duì)列命令容量為64K，甚至支持64K隊(duì)列。SATA只處理一個(gè)命令隊(duì)列，隊(duì)列深度為32。

通過(guò)在PCIe總線的通道上并行地啟用大量的IO(輸入/輸出)操作，這種方法可以很好地用于多核處理，減少瓶頸，并保持?jǐn)?shù)據(jù)快速進(jìn)出現(xiàn)代CPU。它與閃存在隨機(jī)訪問(wèn)操作方面的資質(zhì)相吻合，從而導(dǎo)致整體性能的快速提高。SATA已經(jīng)制定得很好了，看起來(lái)不會(huì)很快消失。

隨著時(shí)間的推移，SSD和HDD制造商都繼續(xù)支持高容量驅(qū)動(dòng)器的標(biāo)準(zhǔn)。它們通常也比NVMe便宜。最后，NVMe可能會(huì)有些過(guò)頭。除了業(yè)務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用程序和事務(wù)密集型數(shù)據(jù)庫(kù)之外，對(duì)于那些不希望利用該技術(shù)的高性能功能的應(yīng)用程序，用戶可能很難證明NVMe的成本是合理的。

雖然NVMe的價(jià)格持續(xù)下跌，但SATA SSD通常會(huì)更低一些。以之前的三星970 PRO NVMe為例。512 GB的消費(fèi)級(jí)SSD版本零售價(jià)為249.99美元，而廣受好評(píng)的三星860 Pro 2.5英寸SATA SSD的零售價(jià)為214.99美元。如果用戶的系統(tǒng)不能充分利用三星的NVMe SSD，最好還是用SATA SSD省點(diǎn)錢。

正如IT采購(gòu)者所知，上升到企業(yè)級(jí)的SSD則又是另一種競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，而且價(jià)格問(wèn)題可能更加明顯。通常，它們的真實(shí)成本被包含作為系統(tǒng)配置的一部分的事實(shí)掩蓋了。無(wú)論如何，企業(yè)應(yīng)該考量清楚，是為一個(gè)多TB的NVMe驅(qū)動(dòng)器支付數(shù)千美元，還是使用SATA SSD為同樣的容量支付更少的費(fèi)用，當(dāng)然性能會(huì)更差。

盡管如此，NVMe的價(jià)格仍在下降，這對(duì)那些希望通過(guò)存儲(chǔ)來(lái)提高業(yè)務(wù)能力的企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的預(yù)兆。顯然，利用企業(yè)存儲(chǔ)工作負(fù)載快速業(yè)務(wù)的技術(shù)將在當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商中找到支持者。尋求更快、響應(yīng)更快的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)性能的企業(yè)會(huì)繼續(xù)關(guān)注支持NVMe的系統(tǒng)的市場(chǎng)。

在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，NVMe有望與SATA和SAS(串行連接的SCSI)設(shè)備共存，并在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中共存。以便實(shí)現(xiàn)分層存儲(chǔ)策略，其中存儲(chǔ)設(shè)備的成本和性能特征與放置在其上的數(shù)據(jù)的值一致。展望未來(lái)，還有其他跡象表明，存儲(chǔ)供應(yīng)商正在尋求進(jìn)一步擴(kuò)大NVMe和SATA之間的性能鴻溝。英特爾就是一個(gè)很好的例子。盡管該公司出售基于閃存的NVMe SSD，但其也將NVMe 傲騰固態(tài)硬盤推向市場(chǎng)。

傲騰基于該公司的3D XPoint技術(shù)，是一種持久性內(nèi)存或存儲(chǔ)類內(nèi)存(SCM)解決方案，它將動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(DRAM)的性能特性與閃存在斷電時(shí)保存數(shù)據(jù)的能力結(jié)合了起來(lái)。

然后還有NVMe over Fabrics (NVMeoF)協(xié)議，該協(xié)議允許從服務(wù)器外部的NVMe SSD，通過(guò)以太網(wǎng)、光纖通道和InfiniBand網(wǎng)絡(luò)提供超低延遲存儲(chǔ)服務(wù)，模糊了內(nèi)部存儲(chǔ)和外部存儲(chǔ)之間的界限。顯然，未來(lái)幾年，NVMe市場(chǎng)將以比以往任何時(shí)候都快的速度向前發(fā)展。