什么是NVMe,以及它是如何改变企业存储

思想库

NVMe(非易失性存储器快递)被震撼了整个企业存储行业。

NVMe是专门为全闪存开发的通信协议,与传统协议相比,它具有更快的性能和更大的密度。它适用于需要最高性能的企业工作负载,如实时数据分析、在线交易平台和其他延迟敏感工作负载。

NVMe与串行连接SCSI (SAS)

NVMe旨在减少在全闪存系统的应用和存储之间的软件开销。

基于闪存的存储系统通常使用SAS(串行连接SCSI)链路从它们的控制器的处理器进行通信,以闪烁。SAS依靠传统协议SCSI,它最初是为较慢的硬盘驱动器使用而开发的。SCSI可用于闪存交流,但它的效果并不理想。“它是如何试图读取和写入 - SCSI只是假设闪存驱动器它的交谈是一个硬盘驱动器。当谈到得到充分表现值超出闪光灯这不是很有效的,”埃里克波哥,在IDC存储研究副总裁。

NVMe旨在通过采取全闪存阵列的延迟提供的仅仅是微秒更好的优势,消除了SCSI瓶颈。“NVMe是为闪存专门打造。它甚至不支持硬盘。这是一个更有效的协议,因为它只有在读取和写入闪存的最佳方式运作,”波哥说。

它是如何工作的

具体来说,NVMe使用并行、低延迟的数据路径来提高flash阵列后端的性能:NVMe支持64,000个队列,每个队列最多可以容纳64,000个命令。

“SCSI是一个串行协议,所以当你试图去跟附加到SCSI控制器的磁盘设备,你只能跟他们一次一个,”波哥说。“NVMe让你拥有多达64,000个并发未决请求,这样你就可以在后端有更多的设备。这只是一个更有效的方式来与此大规模并行后端访问的存储容量“。

为企业更好的性能

有极其时延敏感型工作负载将从NVMe的性能提升立即受益,如实时的大数据分析或高性能数据库环境。实时分析和响应正在成为企业的必需品,而IDC预测,60%和财富的70%的2000家公司将至少有一个关键任务工作负载利用实时到2020年的大数据分析。

“When an enterprise has a workload that, if it runs faster, drives a bottom-line business benefit such as more commissions, higher revenues, better customer service – those are the workloads that might drive a customer to say, ‘I’ve got to have NVMe today,’” Bergener says.

NVMe产品

第一个利用NVMe而不是SCSI技术的存储平台在2016年和2017年开始发货,包括Apeiron数据系统、E8存储、Excelero、美光和Pavilion数据系统。这些系统主要针对特定的工作负载,这些工作负载对延迟非常敏感,比如交易分析。

与此同时,成熟的存储设备并没有忽略这个更快的互连协议,而是重新装备了它们的系统来支持NVMe。2018年上半年,有一系列以nvme为中心的公告,包括:

  • 戴尔EMC重新架构了它的旗舰VMAX企业产品线,现在称为PowerMax,包括NVMe支持。未来的支持NVMe的织物互连承诺。“这是我们第一次为NVMe从头设计系统,”基础设施解决方案集团营销高级副总裁Sam Grocott在2018年戴尔技术世界会前的一次简报会上说。
  • HPE宣布了下一代灵活的存储平台;它的新HPE灵活存储所有Flash阵列以及灵活自适应混合实现Flash阵列都支持NVMe。
  • IBM在二月份宣布,其FlashSystem 900支持Infiniband NVMe over Fabric在IBM Spectrum虚拟化和Spectrum加速的未来版本中,共享计划支持一个新的NVMe over Fabric网络功能。
  • NetApp揭开了AFF A800的面纱这是美国第一个提供端到端的NVMe的全闪存企业阵列。AFF A800结合了NVMe固态硬盘和NVMe over Fabric。NetApp表示,通过结合NVMe ssd和NVMe/FC连接,它可以实现从应用程序主机到数据存储的低于200微秒的延迟,并实现300 GB/s的吞吐量。
  • 纯粹的存储(已出售其基于NVMe-FlashArray // X70自去年)宣布,它是延长NVMe技术在其整个FlashArray X系列。五个车型 - X10,20,50,70,90 - 可与NVMe直接快闪架构进行配置。

初创公司和大型供应商之间的一个关键区别是,大型供应商在提供NVMe支持的同时,还提供现有的企业级数据服务。

Bergener说:“不同的是,他们把他们的旗舰存储平台——拥有非常完整的软件功能,如快照、加密、内联数据减少、复制等——基本上把NVMe技术应用到这些系统中。”“所以他们可以追求不同类型的工作量,而不是创业公司的人,后者基本上缺乏软件功能。”他们提供的只是纯粹的表演。”

Bergener说,特别是,成熟的企业存储供应商可以针对密度更大、混合的企业工作负载整合。在混合的工作负载环境中,传统的数据库应用程序和现代的web级应用程序可以共享相同的基础设施。相比之下,启动平台通常部署在具有高性能需求的单一、专用工作负载上。

NVMe和闪存

随着NVMe技术的成熟,成本的下降和存储性能需求上升,企业会朝着实现NVMe端至端,可以支持混合工作负载基于闪存的存储系统移动。“有围绕系统TCO的说法为的内置NVMe代替SCSI的了混合工作负载。它仍然有闪光灯,但它的闪光,你跟在NVMe与闪光,你跟了SCSI。您可以在更小的空间建立一个更强大的系统,与基于NVMe版本使用更少的能源,” Bergener说。

“在IDC,我们认为NVMe绝对会取代SCSI主存储阵列,” Bergener说。“但它会采取直到2021多数民众赞成由主存储阵列所产生的收入中有超过50%的前 - 这是全闪存阵列 - 来自基于NVMe系统。我们只是在那开始。”

对于那些正在权衡SCSI和NVMe技术在下一次购买企业存储平台时的重要性的企业存储管理人员来说,确保他们选择的平台能够升级到更新的存储技术(NVMe在面料IDC建议,不需要颠覆性的叉车升级。

有仍然要大量销往在未来几年基于SCSI的全闪存存储系统。但是,“那些正在寻求增加基础设施的密度,这样他们就可以得到一个更小的平台更多的工作负载的客户,或者他们需要绝对的延迟和吞吐量的优势,他们可以得到NVMe出来 - 这些都是需要NVMe现在的球员,” Bergener说。

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