新世纪伊始，企业和云基础设施出现大量关于 NVMe 未来的讨论。从 NVMe over Fabrics 到全新外形尺寸乃至 PCIe 5.0，大量创新必将在今年公布。
尽管存在这种围绕新发明、新产品发布和创新实施方法的氛围，NVMe 普及只是刚刚拉开序幕。普及可能比分析师和新闻记者预期得慢，我们在此重点介绍关于今年 NVMe 普及推动因素的七项预测。
大部分数据中心经理们专注于计算，而 NVMe 可提高效率的事实将迫使许多人开始这种转变。得益于拥有更多可用计算资源和更高传输速度，数据中心能够做到事半功倍，从而让这种转变更具吸引力。
并非所有数据中心都生而平等。科技巨头们拥有充裕预算来打造自定义组件，不必依赖现成组件就能实现最佳或最快的产品。随着更多制造商开始推出经济实惠的 NVMe 存储解决方案，我们将开始看到更多一级和二级提供商进行迁移。随着商用产品的上市，相当数量的市场验证和测试已经证明了它的价值。
理论上，实施 NVMe 可以从硬件控制器释放存储设备，并为您提供远高于 SATA 和 SAS 的性能。但在架构一直依赖基于硬件的 RAID 控制器和冗余实践的情况下，这项实施如同捅了马蜂窝。基于硬件的 RAID 控制器制造商将需要适应新兴的 NVMe，并提供解决方案来连接现有的 U.2 服务器背板，为基于硬件的 NVMe RAID 解决方案提供支持。现在市场上已经有一些支持 NVMe 的 RAID 卡，但市场还很新。当基于硬件的 RAID 处于初级发展阶段，而组织要转向使用 NVMe 时，就不得不考虑架构设计决策，因为组织将需要探索如何同时满足高可用性实践要求，而无论是通过基于软件的 HCI 解决方案（例如 vSAN、Ceph、Linux 基于软件的 RAID 或 lvm 镜像），还是通过基于应用的高可用性复制（例如 SQL always-on 或 Oracle ASM 镜像）。可以说这些基于软件的设计决策仍将与基于硬件的 RAID 控制器并存，因为后者仅防范单点故障。
NVMe-oF 实现对专用网络 (FC/RDMA/TCP) 中的 NVMe 设备进行集中、共享访问，从而支持访问通过网络连接的硬盘，就像硬盘在客户服务器本地一样。NVMe 集中存储管理的优势包括简化管理、提高容量利用率，以及更轻松地消除单点故障。NVMe-oF 规范需要光纤通道、RDMA 或 TCP fabrics。自 20 世纪 90 年代中期以来，光纤通道协议 (FCP) 一直是领先的企业存储传输技术，用于通过光纤通道网络传输 SCSI 数据包，因此，让 NVM express 定义全新的“FC-NVMe”协议并实现通过光纤通道传输 SCSI 和 NVMe 流量变成关键，这可以让现有 FCP 用户升级为 FC-NVMe。RDMA（远程直接内存访问）是另一个在 Infiniband、RoCE（基于聚合以太网的 RDMA）和 iWARP fabrics 上存在数年的主流协议，因此，以 RDMA 为基础进行构建是让 NVM express 利用这些现有传输技术的方法。自 20 世纪 70 年代末期以来，TCP/IP 一直是最主流的网络传输协议，具备可靠的设计原则。让 NVM express 开发通过现有 TCP 网络传输 NVMe 命令的方法是自然而言的事情，这可以降低部署成本并缩短设置时间。
由于伴随 SCSI 设备存在的瓶颈将此堆栈向上移动至网络控制器和接口，NVMe-oF 还给 IT 基础设施带来了更多挑战，但许多公司在这个领域实现了创新，推出了支持更高网络速度和高度可调优 QoS 的交换机和 NIC。所有闪存制造商也都在提供端到端 NVMe-OF 实施方面实现了创新，提供了一系列的调优工具来改善 QoS 和消除吵闹的邻居。
越来越多的云客户不再只是追寻读/写能力。他们现在专注于如何最大限度地改善计算密集型服务，并提供给他们的最终用户。从基于云的转码到密集型游戏应用，NVMe 能实现另一个性能层。这也让提供商可以提供基于性能优势的定价模型，从而证明基础设施前期成本的合理性。VMware vSAN 和 Ceph 之类的现有软件定义解决方案取得长足发展，可实现对 NVMe 设备的支持、在集群节点之间传输 NVMe 流量，并让用户可以利用高度可扩展、更低成本的存储实施最大限度改善他们的计算基础设施。
对于 NVMe 而言，其中一个难点是热插拔能力。虽然一些制造商推出了新的外观尺寸（包括 U.2、M.2、EDSFF 和 E1.S），但这些需要数据中心执行更大规模的硬件整改。没有现有的接口，他们通常需要新的背板和主板支持。随着 Gen4 的到来，PCIe Gen3 仍是首选连接，因为只有一个 CPU 架构支持 Gen4。U.2 外形尺寸最受认可，得益于它提供非常常见的 2.5 英寸外形尺寸，而服务器制造商致力于推出前面载入 U.2 机箱有一段时间了。除了外形尺寸，U.2 也支持热插拔，因此在数据中心变得流行起来。
尽管今天的绝大多数制造商会强调他们数据表中的峰值 IOPS 和最低延迟数字，但越来越多的数据中心经理们依赖的是一致性而非峰值性能。总体而言，峰值数字提供假定的性能值，但面对全利用率和全负荷，很少能始终达到这些数字。因此，越来越多的数据中心经理们需要可靠、持续高的性能，通过他们的投资提高可预测性和可靠性。
对于 NVMe 产品，今天应是特别的一年，尤其是在客户端方面。NVMe 将是存储的未来，不过，在数据中心经理们彻底迁移出 SATA 和 SAS 解决方案之前，仍然将需要一些时间让所有组件变得明朗化。
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