Intel NVMe SSD新产品一探究竟

前两天Intel发布了新一代的PCIe-SSD，Intel作为信息产业的动力引擎，此次事件不得不高度关注和重视。

 

 

从2008年开始算起，这是Intel第三次发布固态存储盘了。2008年，Intel发布了SATA接口的固态存储盘X25-M。那款产品令我印象深刻，2008年市场上已经有很多SATA接口的SSD盘了，只是企业级的固态盘还很少。那年，我正在开发基于SSD的缓存系统，因此有幸采用最新的X25-M做实验。不幸的是X25-M在为期一周的压力测试下从系统中消失了，这是个什么情况？显然，那个时候X25-M的FTL（Flash Translation Layer）算法还不是很完善，在上层Cache软件没有完美配合的情况下罢工了。2012的IDF上，Intel第二次发布了新一代的SSD，那一次发布的SSD是基于PCIe接口的。那个年代，PCIe接口的SSD作为服务器的存储性能加速设备而存在。其实，正在发展中的SATA/SAS接口在NAND Flash面前已经显得有点累赘了，最主要的原因是没有必要在Flash存储中引入额外的SCSI层，这个层次只会增加延迟。为此，业界普遍看好PCIe作为新一代存储接口，从而将SCSI层从硬件和软件中彻底抛弃。Intel在推动PCIe卡的同时，在那一年还积极推动了NVMe标准的发展，这是对整个产业界利好的事情。直至今年6月初，Intel发力再次隆重推出最新一代的固态存储盘，从产品形态上看，这一次既有卡式（Added-in-Card），又有盘式（2.5-inch）两类产品，但是接口统一采用PCIe，并且符合NVMe-1.0标准。和第二代产品相比，虽然同为PCIe接口，但是第二代产品采用的是PCI控制器和SAS控制器叠加方式构成的解决方案，而这一次发布的是一款地地道道的Native PCIe SSD。

首先来一睹Intel最新发布的PCIe SSD真容。这是卡式（AIC：Added-in-Card）SSD：

 

 

这是盘式（2.5-inch）SSD：

 

 

无论是卡式的，还是盘式的，应该说Intel不是第一家推出符合NVMe标准的PCIe-SSD。早在2012的时候，Micron（美光）就已经采用PMC（收购的IDT控制器）的控制器实现了业界第一款符合NVMe标准的卡式PCIe-SSD；在2013的时候，Samgsung也推出了第一款符合NVMe标准的2.5-inch SSD。Intel的此次发布，应该说是意料之中，也说明了PCIe-SSD是业界发展的方向，并且应该是未来的标准存储盘。

从介绍的视频中了解到Intel正在和超微（SuperMicro）合作，在不久的将来推出2U的存储柜，这个存储柜将带48个槽位。因此，一个2U的设备将可以达到将近100TB的容量。我个人比较看好这种2.5-inch的PCIe-SSD盘，从数据存储的密度角度来讲，也可以和Vilion memory之类SSD自定义的方式相媲美；从可操作性、使用习惯的延续性来看，要好于SSD自定义的方式。2.5-inch PCIe-SSD应该是未来数据中心的磁盘终结者。

 

 

此次Intel发布的产品有好几种容量配置，最大可以支持2TB的存储容量。具体如下所示：

 

 

对于PCIe-SSD存储而言，性能表现是最吸引大家眼球的，特别是随机读写性能。从Intel公布的数据来看，Intel的第三代PCIe-SSD性能还算可以，和其他PCIe-SSD产品相比，这个性能不是最佳的。

 

 

 

从上图中可以看出，在4KB随机写的测试用例下，最好可以达到17万的IOPS，很多国产的PCIe-SSD的性能要远远高于这个值。在顺序读写的情况下，整体性能表现如下：

 

 

 

顺序写可以达到将近2GB/s 的吞吐量；顺序读可以达到2.8GB/s的性能。此次发布的SSD采用了4Lan的PCIe3，因此理论带宽可以达到3.2GB/s。PCIe-SSD的一个非常好的优势是具有极低的IO latency，Intel SSD的延迟数据为：

 

 

对于随机写只有25us的延迟，说明Intel SSD内部用了缓存，所以，数据达到缓存之后请求就返回了，自然延迟就很低了。

Intel的SSD卡采用的自家生产的20nm工艺的NAND Flash芯片，但是符合NVMe标准的控制器不知道是谁家的？这个控制器对整体性能影响比较大，期望NVMe控制器有跨越性的大发展，能够加速SSD在数据中心广泛应用。