NVMe 在企业中的优势

NVMe 在企业中的优势

为什么 NVMe 在数据中心至关重要

在数据密集型企业环境中,组织纷纷对持续不断的数字化转型展开投资,存储协议不断改进。直到现在,SATA(支持 SSD 和旋转磁盘机械硬盘)仍是主流协议,但随着 Non-Volatile Memory Express (NVMe) 的兴起,设备不断向新型技术转变。

NVME Logo借助这种名为 NVMe 的新存储协议,数据中心和企业环境可以充分利用高性能闪存。由于 SATA 接口为机械硬盘设计,因此,当与基于闪存的 SSD 结合时,SATA 就存在许多低效之处。SATA 协议适用于 SSD 和 HDD,而 NVMe 特别为 SSD 设计。因此,SATA 与 NVMe 之间存在巨大的性能差异。

上文图 1 显示了 SATA 和 NVMe 之间的 IOPS 和带宽差异

SATA III 号称速度高达 600MB/秒,但无法一直维持这种性能。现实中许多旧服务器仅支持 SATA/SAS SSD,因此基于 SATA 的 SSD 适合部分数据中心工作负载,但它们最终会触及性能瓶颈。

通过同时执行众多 I/O 操作,NVMe 提供了组织所需的多核处理能力,从而可以在企业环境中高效地访问、操作和处理数据。正是这种服务质量 (QoS) 在一致的 I/O 交付与高水平读写 IOPS 性能之间达成完美平衡,可管理各种工作负载。

为什么 NVMe 优于 SATA?

转用 NVMe 的好处多多,包括拥有更快的速度和多个并行数据流,可充分利用 CPU 和 GPU。NVMe 还支持多种外形尺寸,包括 M.2、U.2 和 EDSFF 连接,因而适用于面向全闪存阵列的服务器的多种存储平台。

NVMe 支持对数据进行划分和简化,以便同时写入数据。此外,NVMe 还实现六倍的性能提升、三倍的延迟改进、多核支持和 4K 效率。不仅如此,NVMe 包含多条用于与 NVMe SSD 通信的命令。结果提高了接口速度,并优化了向 SSD 写入数据的例程。

为保持竞争力,企业环境中的公司和组织纷纷向数据创建、操作、分析和存储领域投入巨资。新的 PCIe 和 NVMe 协议消除了以往协议中存在的瓶颈和局限性,从而大幅提升了数据存储、管理和访问的效率,同时不牺牲性能。

还应指出的是,企业级 NVMe SSD 将 QoS 增强功能融入固件和硬件设计中。具备出色 QoS 的 NVMe SSD 确保了 I/O 和延迟交付的可预测性,让应用可以在从开始一直到最终用户界面的整个环节中向开发者提供期望的性能。NVMe 引领存储技术的前沿发展,改进了企业操作数据的方式。

NVMe 在企业中的性能

NVMe 的性能提升将有益于对延迟敏感的工作负载和其他领域,例如实时大数据分析或存在繁重工作负载的数据库环境。NVMe 协议利用类似行业标准处理器架构的并行、低延迟数据通道。相比传统的 SATA 协议,这大幅提升了性能并降低了延迟。它让工作负载可以加速需要更快速度的现有应用,同时支持新应用和功能在数据中心和边缘进行实时工作负载处理。
  • 超过 3GB/秒的高性能

  • 可预测的低延迟和高 I/O 一致性

  • 降低应用延迟

上文图 2 显示了 SATA 和 NVMe 之间的延迟差异

医疗、金融和电信等行业全部依赖高性能、低延迟的超快计算机。医疗和电信公司凭借 NVMe 的速度处理快速、复杂的工作负载,得益于 NVMe 几乎消除了处理器从存储器读取数据所需的等待时间。金融公司把 NVMe 用作额外的存储空间,用于加速处理海量交易。

联机事务处理 (OLTP) 数据库和大数据也会受益于高性能读取。在数据库中,企业可以利用 SSD 缓存来固定数据、元数据和索引,同时不会降低读取速度。这可以改善查询速度,并最终改进数据库的性能。企业分析师可以利用可迅速获取的数据实时制定决策,得益于大数据密集型工作负载不再遭遇瓶颈。NVMe 并非仅适用于某种特定类型的工作负载,它也可以提升其他应用的性能。

上文图 3 显示了 OLTP 测试


通过增加虚拟网络可以支持的虚拟机数量,NVMe 让管理员可以优化虚拟化环境。通常,虚拟环境需要按工作负载、延迟或 IOPS 对网络分区。这可能导致昂贵的成本和管理工作量的增加。 NVMe 旨在用于管理集群和优化各种工作负载的性能,让虚拟环境可以提高网络速度和性能,而无需复杂的分区。

为什么转用 NVMe?

随着大数据的兴起,企业系统需要新的解决方案,应对这个全新数据前沿的要求和挑战。面对大数据,即便是采用传统协议的高性能 SSD 也会遭遇性能下降、延迟增加和服务质量 (QoS) 表现差等问题。

NVMe 的新技术有助于避免瓶颈、充分利用全部 CPU 和 GPU 内核,并考虑了传统的纵向扩展数据库应用以及需要扩展以满足新要求的新兴边缘计算架构。

NVMe 专为高性能和非易失性存储介质设计,也是唯一可以恰当应对大数据要求并应用于云存储和边缘计算生态系统等数据密集型企业环境的协议。它一马当先,帮助企业更高效地存储、管理和访问数据,同时改进性能、可靠性和一致性。

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