軟體定義閃存的星際穿越故事
ChinaByte 宋家雨
一部好萊塢原創科幻冒險電影《星際穿越》，讓我們不得不惡補了一下相對論、量子力學、黑洞蟲洞理論，讓我們知道如何在N次空間内通過摩斯密碼與人類進行溝通。與之相比，在全閃存的世界，要想把SLC、MLC、TLC等NAND，LDPC和PCIe閃存卡、SAS/SATA閃存盤，NVMe、SAA/SATA接口等概念搞清楚，這也不是一件輕松的事情。
不知不覺的閃存2.0時代
不知不覺之中，現在已經是閃存2.0的時代，這讓很多人不得不惡補一下閃存1.0時代。
關于閃存，很多人的最直覺感受來自閃存盤。現在的電腦，開機速度越來越快，機身愈來愈薄，重量愈來愈輕，其中很重要的改變來自閃存盤。人們沒有更多的比較，從磁盤到閃存盤的過度很自然。但這是在消費端，在企業級應用端，閃存的應用就沒有這樣的輕松了。
在企業端，需要在PCIe閃存卡、全閃存陣列、混合陣列，以及NVMe、SAS/SATA端口上進行選擇，其性能特點各不相同，需要使用者根據實際情況進行選擇。其中，PMC所倡導的閃存2.0就和這些技術有關。
PMC Princeton架構
其中，從各種形式的NAND閃存顆粒，到最終的閃存卡、SAS/SATA盤存儲産品，這就像唐僧取經，不說九九八十一難，也還是有工作要做。PMC通過釋出Princeton架構，為合作夥伴提供了軟體定義的閃存控制器，合作夥伴不需要關注NAND管理和發現，也不需要關注加密、緩存和日志管理，不需要關注主機接口，而是以Princeton為基礎，定制開發适合上層應用的閃存存儲産品。以PCIe閃存控制卡為例，此前的閃存卡基于私有協定定制開發，是以也被稱為閃存1.0時代。PMC軟體定義閃存，通過NVMe等開放的協定和标準将閃存帶入了2.0時代。
閃存控制卡參考固件設計
SATA還是PCIe 這是一個問題
衆所周知，磁盤拖了系統性能的後腿。閃存的出現讓情況得到了徹底改觀。但怎樣使用閃存，是SAS/SATA盤的形式，還是PCIe閃存卡的方式，使用者會面臨一個選擇的問題。
談到閃存的應用，新浪網微網誌核心資料庫架構設計師楊尚剛表示，SAS已經出局，目前新浪多數使用SATA SSD, 部分應用上會使用PCIe SSD。 他指出，SATA SSD好處在于應用不需要更多改變，但同時他也指出，大量使用SSD盤，RAID卡等有可能會成為性能瓶頸，此外，SSD壽命的監控和生命周期的管理還不夠完善。據了解，新浪微網誌通過使用PCIe SSD，其伺服器數從10台降到3台，成本和服務都有非常大的提高。
與新浪相比，國内領先的PCIe閃存卡制造商Memblaze進階戰略合作總監張泰樂的觀點更加明确，他表示SAS/SATA未來必将出局，未來的标準将是NVMe，無論是閃存卡，還是閃存盤，未來都會采用标準的NVMe。“SAS是磁盤的标準，在閃存的時代一定會被抛棄。”他說。
張泰勒表示，基于PMC優秀的晶片設計能力，通過其SDF功能，Memblaze能将自己的管理算法結合到控制器中，以達到更好的性能以及更低的成本。日前，Memblaze宣布了PBlaze4芯産品，根據介紹該産品未來有兩種産品形态，一個是卡形式，一個是盤的形态。其中，卡的形态适用于沒有8639接口(支援NVMe協定)的伺服器，容量最高達6.4TB，對于盤形态，面對8639可以熱插拔的，最大的容量是4TB。
目前，對于閃存應用而言，價格無疑是一個主要的障礙。對此，PMC NVMe 存儲産品線總經理Derek Dicker表示，閃存的成本目前以每年50%的速度下降，這将為使用者掃除障礙，但與此同時，使用者也需要從每GB成本評估，轉為每IOPS的成本評估。他指出，對于成本的評估不僅從閃存的初始購買成本入手，還要從系統的角度進行衡量。閃存不僅可以帶來伺服器數量上的節省，在節能和功耗上，也能夠帶來更多的節省。
張泰勒對閃存的價格有一個形象的比喻。“這就像汽車和自行車，人們購買汽車，不是因為它的價格降低到自行車的水準，而是因為汽車能夠帶來更快的速度和交通體驗。”他說。
小結
作為存儲媒體的一場革命，閃存技術不僅要颠覆傳統以磁盤為核心的存儲技術，而且也會對IT産業産生影響和沖擊。以伺服器為例，浪潮集團網際網路行業部資深架構師李璀就指出，閃存将會給伺服器設計帶來新的挑戰，在PCIe、SAS/SATA之間如何取舍争取最大的平衡，這都需要考慮的新話題。他表示，從供電到散熱，都需要進行統籌考慮。
可以預計，随着閃存應用的不斷深入，陣列這種形式是否依然會存在，即使如全閃存陣列，其概念也将發生新的變化。但有一點可以預計，對于目前方興未艾的橫向擴充的分布式存儲應用而言，閃存将會給伺服器帶來更多的性能改善，這必會為軟體定義存儲推波助瀾。是以說，一場深刻地改變才剛剛開始!