將此篇文章跟 Facebook 上的朋友分享將此篇文章跟 Plurk 上的朋友分享將此篇文章跟 Twitter 上的朋友分享列印轉寄
2019/2/19

業者搶佈局新舊產品紛支援 NVMe-oF新協定推波助瀾

多因素驅動市場發展 NVMe一統高階儲存江山

郭思偉
近年來,企業儲存設備領域開始吹起NVMe(Non-Volatile Memory Express)新風潮,部份業者以NVMe技術為基礎,推出新款高階儲存系統,有些則以現行系列產品為基礎進行修改以裝配上NVMe技術,提供NVMe儲存方案。


近半年、一年來企業儲存設備領域開始吹起新風潮,推行NVMe(Non-Volatile Memory Express)技術方案,例如Dell EMC推出新的高階儲存系統系列PowerMax(目標逐漸取代過去購併自EMC的高階系列Symmetrix VMAX),或Pure Storage新推出的//x系列(原已有//m系列與FlashBlade系列,新的//x系列為新增並非新舊取代),均是以NVMe技術為產品的主訴求。

即便未採行新產品系列名稱,業者也會以現行系列產品為基礎進行修改以裝配上NVMe技術,例如IBM現行FlashSystem系列的新型款9100型即支援NVMe,或AccelStor現行NeoSapphire系列的新型款P310型亦支援NVMe。以上為簡易隨機列舉,其他各儲存設備商亦多先後跟進,以新系列、原系列方式支援NVMe技術,提供NVMe儲存方案。

多因素驅動業者積極支援NVMe

為何儲存硬體商積極支援NVMe?其實此有多個面向因素。

一是高階儲存系統近年來的賣點多集中於全閃存(AFA全稱為All-Flash Array,係指系統全部使用快閃記憶體為儲存媒體)方案上,以更高的存取效能維持高階系統的市場定位及價位,對金融業或資料庫交易應用而言,永遠需要更快速度,會持續購置高階儲存系統。

AFA訴求持續數年後,市場上多數儲存設備業者均能提供AFA,AFA產品甚至已開始往中階領域擴展,逐漸尋常化。儲存市場為了持續保有高階定位的技術及產品,因而指向以AFA為基礎的延伸技術NVMe。NVMe並非是新的硬體設計,而是以PCIe連接介面為基礎,重新設計傳輸時的協定堆疊架構,使其更適合儲存應用。

其二,高階儲存設備其實有多種加速存取的實現手法,例如運用現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)晶片來加速、運用特製的快閃記憶體電路佈局與韌體來加速、運用大量DRAM記憶體搭配備援電池來加速,但這些技術均不若NVMe方案理想。

FPGA晶片加速法屬於業者自身的專屬硬體設計,近年來儲存系統的設計逐漸向標準伺服器靠攏,企業多半顧慮採行專屬硬體設計將增加未來的轉移成本,採行前會更加審慎評估,其他的專屬設計也類似。系統業者也了解企業用戶對專屬設計易產生遲疑,因此逐漸將專屬設計從系統的必然配備,改成可模組化搭配的選用設計,如此市場性也減弱些。

而特製的佈局與韌體,在初期需量有限下其開發成本高昂,同時屬整體性專屬設計,綁限性比選用模組更高,市場接受度不易開展,僅有少數追求極致效能的用戶採行,如Violin Memory即採此種專屬設計,以極高效能表現滿足高效能運算(High-Performance Computing,HPC)的客戶,然高效能運算市場有限,在無法持續擴大需求下,Violin Memory尋求破產保護。

至於DRAM作法除了備援電池可靠度外,DRAM的每單位儲存成本過高,因而無法普及,一樣僅在少數領域受用。基於上述種種,儲存硬體商多認為NVMe已成業界默契標準,企業用戶較不用顧慮綁限,且能獲得比AFA更高的效能,增加成本亦在合理範疇,在認同應有廣泛市場接受度下,紛紛投入推展。

其三,在AFA方案推行之初,企業仍可能期望儲存設備能同時支援快閃記憶體(固態硬碟)與傳統機械式硬碟,以便具備更換彈性。而AFA方案推行數年後,部份企業已能接受完全使用固態硬碟,儲存系統不再需要堅持相容傳統機械式硬碟的3.5吋、2.5吋長寬構型,同時也不再需要SAS介面相容性,可以接受以PCIe介面為基礎,採行容積更緊緻、散熱功耗更佳化的構型設計。 基於上述Samsung提出NF1(更先前的稱呼為Next Generation Small Form Factor, NGSFF),Intel則提出EDSFF(Enterprise and Datacenter SSD Form Factor),連構型的革新也有可依循的新標準,此同樣對推行NVMe帶來推助效果。

其四,NVMe是針對內接式儲存而設計的新協定,並非是針對SAN(Storage Area Network)、NAS(Network-Attached Storage)等外接式儲存而設計,然很快地有對應的協定設計,即NVMe over Fabric,簡稱NVMeF或是NVMe-oF,NVMe-oF是針對TCP/IP之類外部網路傳輸需求而修訂的協定,此同樣為NVMe儲存方案帶來推助效果。


▲高階儲存設備新發展指向NVMe技術。(資料來源:IDC)


值得注意的是,即便NVMe-oF標準未登場,儲存設備也能因為採行NVMe內接技術而獲得效能提升,只是儲存設備對前端伺服器仍是以原有協定(如iSCSI、FC、SMB等)提供服務,但若儲存設備採行NVMe-oF,則可對前端伺服器提供更有效率的傳輸,整體服務效能更佳。因此,外接的NVMe-oF的推助貢獻仍不若內接的NVMe。

但若從另一層面看,僅推行NVMe,主要受益的是伺服器內接儲存,傳統外接式儲存的價值將相形轉弱,因此NVMe-oF仍然是不可或缺的推助要素。另外,NVMe-oF也有助於整體NVMe技術生態發展,愈多系統設備與內外接環節採行泛NVMe技術(在此指NVMe、NVMe-oF),有更高的量價均攤效益,市場可更快接受NVMe。

儲存進化電子媒體嶄露頭角

雖然NVMe是儲存產業的新高階共識,但並非終點,由於半導體技術持續創新,特性介於DRAM記憶體與SSD固態硬碟間的新興電子儲存媒體正在展露,即3D XPoint技術,由Intel、Micron共同研發,Intel採行此技術的正式產品名為Optane,Micron則為QuantX。

3D XPoint技術目前以相容現行DRAM、SSD存取介面的方式打入市場,試圖提供比DRAM更大儲存空間、比SSD更快傳輸的技術方案。雖然現階段3D XPoint既無法取代DRAM也無法取代SSD,只能視為緩衝、補強方案,但隨著成本降低、技術精進,未來也可能對現行儲存媒體產生威脅。

事實上,過去的SSD亦被認為只適合用來加速作業系統、應用程式執行,不適合儲存大量的用戶資料,但隨著SSD的降價,單位儲存成本與傳統機械式硬碟拉近,全閃存方案才能實現,達到完全棄捨傳統硬碟的目標,相同情境未來有可能再演。

然而目前3D XPoint的專屬色彩重,僅Intel、Micron合資的IM Flash具有此技術,儲存系統商與企業用戶相同,也會審慎評估採行專屬技術,避免被綁限或築高轉移成本。

歸結而言,高階儲存系統仍會持續追求新加速手法,但在求快的同時將比過去更重視標準共識,NVMe方案即是兼顧兩者而有的產物。

<本文作者:郭思偉,IDC台灣區企業應用研究部資深市場分析師。>
這篇文章讓你覺得滿意不滿意
送出
相關文章
2019企業儲存趨勢預測 從雲到端資料變革演進
高可用全快閃 較勁密度軟體功力
希捷於 OCP 高峰會發表 14TB 企業級氦氣硬碟
前瞻2018企業儲存應用趨勢論壇 特輯
資料價值為王 企業儲存奔向未來
留言
顯示暱稱:
留言內容:
送出