SSD相對于HDD有許多明顯的優(yōu)點：如噪音、體積、重量、容量，3.5寸的固態(tài)硬盤可以做到60TB，2.5寸的固態(tài)硬盤最大可以做到32TB，尤其是SSD硬盤的隨機讀寫性能大大超過HDD,許多企業(yè)早期在一些關鍵業(yè)務開始使用固態(tài)硬盤。現在唯一制約SSD發(fā)展的是SSD的價格，SSD價格下降的一個重要的因素則是TLC NAND技術的成熟。
早期為了進一步提升NAND存儲密度和降低成本，NAND顆粒的工藝一直在不斷的提升，但是隨著工藝的不斷提升，每個cell之間的干擾也會變得越來越嚴重，各家廠商開始研發(fā)3D NAND技術，在平面基礎上通過NAND顆粒的堆疊來實現容量的增加�，F階段各家的3D NAND都已經開始推出到了48層，最多可以達到64層甚至更高，后面還有90多層。
除了3D NAND，各個廠商也開始去研發(fā)新的存儲介質，PCM相變存儲器就是其中一種，它利用一個特殊的材料，在晶態(tài)和非晶態(tài)之間進行相互轉化的相變來存儲數據，我們先不討論它使用什么材料，先看它有哪些優(yōu)點。首先就是比現在的閃存快100倍甚至更多，同時還有百萬級的數據擦寫次數，對于電熱的驅動溫度控制其實是一個重要的難點，因現階段的PCM還是處于實驗室階段。
隨著新電路和新主控的出現，z - NAND的讀延時明顯低于普通的NAND顆粒，與普通NAND相比，壽命也得以大大提高。這就使Z-NAND有一個介于DRAM和普通SSD之間的性能。
Z-NAND、PCM，3D NAND堆疊技術，都是在存儲介質上正在應用或正在探索的技術，除此之外在SSD的接口協議上也有一些變化，我們知道SATA SSD繼承了HDD的生態(tài)系統，在兼容性方面有著很好的表現。但現在有很多企業(yè)，逐漸在自己的關鍵性業(yè)務上開始使用NVMe SSD代替SATA SSD，NVMe SSD除了有更高的理論帶寬和更低的延遲，接口相比以前也更加豐富，現在的NVMe SSD不像以前的AIC的端口，U.2接口的出現使NVMe SSD更加易于管理和維護，可以實現前端的插拔，實現不停機的更換。雖然現在還有許多不利的因素制約著NVMe SSD的發(fā)展，比如像它的功耗、散熱等等，但是圍繞著NVMe SSD也有一些新技術在不斷推出，使NVMe SSD適配于更多場景。
Dual Port NVMe SSD可以讓一塊存儲設備可以連接在兩個不同的磁盤控制器上，當其中一個磁盤控制器出現故障，第二個控制器可以迅速接手，避免無法使用。為了使每個磁盤控制器都有足夠的帶寬，通常將U.2接口的PCIe 3.0 x4帶寬一分為二，每個磁盤控制器在訪問SSD時都可以擁有一半的帶寬。
Multi-Stream的技術已經寫到NVMe spec V1.3中，根據主機端提供的Stream ID，將具有相同或相似生命周期的數據寫入到相同的擦除單元中，大大的提高了GC時效率，減少了寫放大，使得SSD的性能和壽命都有了較大的提升。
Key Value SSD，通過現有的存儲架構將KV的接口轉成下層的Block接口，在這個過程中需要KV到LBA再到PBA的轉化，這個轉化很消耗資源，KV SSD砍掉了不必要的軟件層和硬件層，使應用程序可以更直接的訪問到SSD，大大提高SSD的訪問效率。各大廠商都開始向標準化組織提出他們自己的技術建議，希望推動KV SSD成為開放性的標準，以此來推動SSD的發(fā)展。
傳統虛擬化都是通過軟件實現的，雖然實現了CPU的虛擬化，但沒有實現I/O的虛擬化，I/O的決策還是通過軟件實現的，這樣就會帶來一個瓶頸并且影響性能。SR-IOV可以將一個物理控制器虛擬成多個虛擬控制器，并將一些物理資源分配給虛擬控制器，以此來讓數據傳輸繞過軟件模擬層直接分配到虛擬設備，以達到降低軟件模擬層中的I/O開銷的目的。
NVMe over Fabric，這個技術現在研究的人較多，現在一個SSD可以提供高達10TB的容量，可以提供十幾萬甚至幾十萬的IOPS，對于單臺服務器來說是比較浪費的，我和互聯網的同事們溝通過，如果在一個SSD上存儲太多的數據，那么CPU或者內存就可能會成為瓶頸。只能少存一些數據，這樣也會帶來巨大的空間的浪費。在NVMe over Fabric出現之前也有一些其他的互聯協議提供一個共享方式，通過改善系統的性能，以減少CPU的負擔，像iSCSI，但是iSCSI仍然受到SCSI協議的限制，存在較大協議的開銷，NVMe在單系統上有很高的性能和效率，NVMe over Fabric把高性能高效率帶到了NVMe存儲互聯結構當中，大大的減少了網絡的延遲，在低壓力下，NVMe over Fabric環(huán)境下的延遲比本地延遲稍微高一點，但在高壓力下它的延遲和IOPS基本可以做到和本地一個水平。
現在的閃存介質相較于以前已經有了比較大的進步和發(fā)展，3D NAND技術使得現在SSD的容量越來越大，有一些新的技術繞著SSD在不斷的出現，以解決SSD或者SSD使用過程中的痛點，比如KV和Multi stream最大化的挖掘SSD的潛能，SR-IOV和NVMe over Fabric解決SSD在虛擬化和網絡應用環(huán)境下的瓶頸。以后還會有更多新的技術出現。
Copyright© 2004-2020 河南海騰電子技術有限公司 版權所有 經營性ICP/ISP證 備案號:B1-20180452
豫公網安備 41019702002018號
電子營業(yè)執(zhí)照
400-6717-361
