NVMe-oF終將於2020年展翅高飛?

作者 : Gary Hilson,EE Times特約編輯

2020年會是NVMe over Fabrics (NVMe-oF)最終起飛的一年嗎?非揮發性記憶體儲存裝置規格——NVM Express (NVMe)協議現已比較成熟了;作為其擴展,NVMe-oF規範使用NVMe將主機連接到整個網路結構(Fabric)中的記憶體…

2020年會是NVMe over Fabrics (NVMe-oF)最終起飛的一年嗎?

非揮發性記憶體儲存裝置規格——NVM Express (NVNe)協議現已比較成熟了;作為其擴展,NVMe-oF規範使用NVMe將主機連接到整個網路結構中的記憶體。NVMe-oF支援在主機與固態儲存裝置或系統之間透過網路進行資料傳輸,這些傳輸可使用基於NVMe消息的命令,利用乙太網路、光纖通道(FC)或InfiniBand完成。

這種結構的一個關鍵價值主張是,它可以連接分散式儲存池,最有可能是NVMe SSD,但將來可能會使用其他永久性記憶體(persistent memory,亦稱為持續性記憶體)。此外,由於能使用TCP進行連接,因此這也可以遠距離完成。該規範的最新修訂版NVMe-oF 1.1包括對TCP傳輸綁定的支援,這就使在標準的乙太網路上使用NVMe-oF成為可能,而無需進行配置更改或增加特殊設備。

可能正是這個能力使今年成為了NVMe-oF真正起飛的一年,同時其又擴展了NVMe核心價值—釋放了NAND快閃記憶體的全部優勢,最初為硬碟驅動器建構採用的iSCSI等協定體系結構,則無法做到這一點。

NVMe初始規範的發佈已有將近十年,它利用電腦的快速外部設備互連(PCI Express,PCIe)匯流排在本地傳輸資料。NVMe組織負責監督這類協定;根據其說法,NVMe-oF與初始協議有90%相似(圖1)。推出5年後,NVMe-oF率先獲得美光科技(Micron Technology)的擁護,該公司選擇使用自己的SolidScale架構來超越這個標準。這個架構是為低延遲、高性能訪問運算和儲存資源而創建,專門用來解決資料中心中CPU使用不充分的問題,當時部署在應用伺服器中的NVMe SSD所使用的IOPS和容量平均不到其50%。

圖1:NVM Express發展透過添加NVMe-oF來擴展其初始規範——NVMe-oF提供TCP傳輸綁定支援,因此可實現遠距離儲存。(資料來源:NVM Express)

美光科技儲存系統架構師暨研究員Joe Steinmetz表示,此後,美光科技選擇將SolidScale淘汰,因為最終其可能使該公司與自己的某些客戶形成競爭,那麼就不合理。取而代之,該公司將專注於其作為NVMe-oF生態系統中SSD和記憶體供應商的核心優勢。與許多技術一樣,其採用所花的時間比預期要長,但他表示,2020年似乎是NVMe-oF之年,並且業界有足夠的一致性來達到這一點。

但是,採用也存在障礙。Steinmetz認為,雖然將TCP和非RDMA傳輸包括在內有所裨益,但這也確實造成了一些混亂。「這就是業界很多人預計NVMe-oF會很快採用,但是卻延後了一些時間的原因。」他表示。另一個重大障礙是軟體生態系統—取決於客戶計畫如何使用NVMe-oF,這個生態系統仍處於起步階段,Steinmetz補充。

雖然添加TCP確實解決了距離挑戰,並且TCP無處不在,這點很有用,但它並沒有否定RDMA RoCE的適用性——許多儲存OEM在這方面都具有豐富經驗。Steinmetz表示,「TCP很好、必要,最終會推動採用。但我看不到RoCE會消失。」

Steinmetz認為,在不久的將來,全快閃記憶體儲存陣列供應商會成為使用NVMe-oF的先行者,因為他們希望為客戶釋放昂貴快閃記憶體的價值,而使他們完全獲得高性能和低延遲。「我們在全快閃記憶體陣列方面看到了許多的應用和早期採用者。」他強調。

WD(Western Digital)也將NVMe-oF視為一場生態系統活動,並於今年早些時候推出了一些相互關聯的產品,包括雙埠的第三代Ultrastar DC SN840 NVMe SSD及其最新的OpenFlex Data24 NVMe-oF儲存平台,用於擴展其性能並共用可分解式(disaggregated)快閃記憶體。OpenFlex平台還整合了該公司RapidFlex控制器,實現了NVMe/NVMe-oF連接,同時兼顧了能效—這是其收購Kazan Networks所獲得的能力。

WD產品管理與市場行銷資深總監Scott Hamilton表示,該公司的NVMe-oF方法是故意無關的,但相信乙太網路會主導資料中心(圖2)。「我們認為這最終會是成本最低、普及率最高的情況。」同時,WD已支援RoCE並計畫支持TCP。

圖2:WD的NVMe-oF方法是故意無關的,它包括其兩年前推出的Open Composable架構,這種架構結合了多種產業標準來創建Open Composable API。(資料來源:WD)

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