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        眼下，人工智能、深度學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的成熟及深化應(yīng)用，全球也經(jīng)歷著前所未有的大革新，而在這場數(shù)字化變革的浪潮中，閃存（SSD）作為數(shù)據(jù)的承載體，起著至關(guān)重要的作用。

        對于閃存的速度、性能相信大家已經(jīng)非常熟悉了，不過我們今天的話題不是SSD，而是它"背后的那個(gè)它"--NVMe。

        NVMe，全稱Non-Volatile Memory Express，又名非易失性內(nèi)存存儲(chǔ)器，是一套全新的存儲(chǔ)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在當(dāng)下SSD橫行的市場中占據(jù)重要位置，也是目前業(yè)內(nèi)的行業(yè)規(guī)范。其規(guī)范由包含100多家公司在內(nèi)的工作小組所制定。在最近幾年中可以說是徹底改變了存儲(chǔ)行業(yè)，隨著更低的價(jià)格和更好的性能，越來越多的企業(yè)和數(shù)據(jù)中心開始采用NVMe。

        據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測：NVMe市場將于2020年超過570億美元，屆時(shí)大約40%的全閃存陣列將是基于NVMe標(biāo)準(zhǔn)，且NVMe-oF適配器的付運(yùn)量將于2020年上升到740,000個(gè)。

        NVMe優(yōu)勢盡顯

        提到NVMe的優(yōu)勢，可以總結(jié)為一個(gè)字，就是快。速度相當(dāng)驚人。嚴(yán)格來說，NVMe的原始基本規(guī)范是被設(shè)計(jì)為閃存上的存儲(chǔ)協(xié)議，該協(xié)議使用現(xiàn)有未修改的PCIe作為本地傳輸。這種分層的方法非常重要。其實(shí)，NVMe不會(huì)創(chuàng)建新的電子或幀圖層，而是利用PCIe已經(jīng)提供的優(yōu)勢。作為高速互操作總線技術(shù)，PCIe的歷史大家已經(jīng)耳熟能詳，然而，雖然也有優(yōu)勢，但不適合建立大型存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或覆蓋距離超過幾米，正是由于這個(gè)限制，NVMe打破局限用作直接連接存儲(chǔ)（DAS）技術(shù)，本質(zhì)上將SSD連接到服務(wù)器內(nèi)的處理器，或者可能連接機(jī)架內(nèi)的全閃存陣列。

        事實(shí)上，NVMe-oF描述了一種通過選定的結(jié)構(gòu)技術(shù)綁定常規(guī)NVMe協(xié)議的方法，這個(gè)比較抽象，使得本地NVMe命令可以通過最少的處理在架構(gòu)上傳輸，以將架構(gòu)傳輸映射到PCIe并返回。演示表明，與直接PCIe鏈接相比，通過結(jié)構(gòu)訪問NVMe SSD的延遲損失可低至10微秒。

        上述有點(diǎn)點(diǎn)偏技術(shù)，我們再用簡單的話術(shù)談下。SATA AHCI標(biāo)準(zhǔn)每條命令需要讀取4次寄存器，消耗8000次CPU循環(huán)，大概2.5微秒的延遲，而NVMe標(biāo)準(zhǔn)精簡了調(diào)用方式，執(zhí)行命令時(shí)不需要讀取寄存器，延遲不到AHCI標(biāo)準(zhǔn)的一半。

        在制定SATA AHCI規(guī)范時(shí)并行性的想法并沒有完全融合到規(guī)范內(nèi)，最高可以支持命令深度級數(shù)為32級。而NVMe標(biāo)準(zhǔn)理論上可以把最大隊(duì)列深度從32提升到64000，SSD的IOPS能力會(huì)得到大幅提升。

        綜合上述，相比于SATA AHCI標(biāo)準(zhǔn)，NVMe標(biāo)準(zhǔn)下的SSD執(zhí)行命令的延時(shí)大大減小了，隊(duì)列縱深也增強(qiáng)了，IOPS也較大帽度增加了很多。

        各廠商爭奪市場

        NVMe的優(yōu)勢也吸引了不少廠商，其實(shí)現(xiàn)在市場上已經(jīng)有不少相關(guān)產(chǎn)品。

        Pure Storage：Pure Storage在全閃存領(lǐng)域成長速度，這家公司認(rèn)為NVMe將開啟性能與密度領(lǐng)域的一個(gè)新紀(jì)元。因此，該公司計(jì)劃將NVMe引入其一級彈性與企業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)當(dāng)中，旨在將其打造成一種通用型方案--而非昂貴、外來的高性能利基性技術(shù)機(jī)制。

        NetApp：NetApp在全閃存領(lǐng)域可謂如魚得水，其 FAS 2600、8200、9000存儲(chǔ)默認(rèn)板載自帶不同容量大小的NVMe SSD，用于關(guān)鍵業(yè)務(wù)IO加速。另外NetApp EF570甚至提供100G吞吐帶寬NVMe Fabric接口等。

        華為：華為在閃存領(lǐng)域擁有12年的持續(xù)積累，憑借多年的技術(shù)積累已擁有大量閃存核心專利。華為的OceanStor Dorado V3支持SSD盤在任何時(shí)間，以任何方式拔出，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界領(lǐng)先的NVMe系統(tǒng)產(chǎn)品化。OceanStor Dorado5000 V3基于NVMe協(xié)議，新設(shè)計(jì)的硬件架構(gòu)支持雙端口NVMe SSD，以及硬盤暴力拔插更換，全新的并行軟件架構(gòu)能充分發(fā)揮NVMe的高性能優(yōu)勢。

        除此之外，由于NVMe的火熱，業(yè)內(nèi)老牌廠商戴爾科技、西部數(shù)據(jù)、英特爾、IBM等均在此領(lǐng)域大量投入，也不乏創(chuàng)業(yè)企業(yè)Memblaze、中存超等。隨著如今新技術(shù)的高速發(fā)展，未來NVMe市場或許會(huì)更加廣闊。