微晶片的圖像,周圍以立方體環繞來表示儲存意像

NVMe 的承諾:充分利用現有的 CPU

SATA 介面的效能提高,導致了大多數資料中心採用 NVMe 技術的速度減緩。使用慢速的 SATA 時,運用更高的 IOPS 或更低的延遲,能更容易地提升容量或提高效能。您可以看看現今的資料中心,大多數資料中心架構師都致力於提高 CPU 利用率。在機架上裝滿昂貴的 CPU (不管花費多少核心數量或授權費用),資料中心幾乎無法將 CPU 利用率提高到接近其最大容量的百分之三十。

想像一下,為一間充滿法拉利的伺服器機房付費,最終卻以 20 英里/小時的速度駕駛它們。這不是福特對決法拉利的場面,而是無鉛汽油與高辛烷值拉距的時刻。

NVMe 正在透過傳輸速度和記憶體內部配置來推動新的變化,使您的利用率從 30% 翻倍到幾乎 60%。使用現有的基礎架構,NVMe 可讓 CPU 更有效率地運行,具備更低的延遲和更高的處理量。但是,您必須能夠容納 NVMe。可能會造成的限制包括,您現有的背板或插孔無法替換為當前的外形尺寸。這將需要更大規模的改裝

Kingston DC1500M 和 DC1000B 伺服器 SSD 固態硬碟

要從 SAS 系統轉移,除非使用轉接卡將 NVMe SSD 固態硬碟安裝到 PCIe 匯流排,不然就要更改伺服器的系統結構。對於客戶而言,這將大幅度地改動系統平台。與使用 SATA 和 SAS 的硬體主機控制介面相比,PCIe 介面速度由軟體端設定,可以為專用流程提供更高的效率。令人驚訝的是 NVMe 提供低延遲和 CPU 多執行緒的能力。

現在,您可能會問的下一個問題是:「當今,更重要的是什麼?升級整台汽車,還是只對引擎增壓?」

對於大多數資料中心管理者而言,這種變化將會是漸進的 - 從 Kingston DC1500M DC1000B 之類的輕量升級開始。

上面貫穿有速度線的車速表圖像

NVMe Over Fabrics

NVMe-oF 可提供在專屬網路 (FC/RDMA/TCP) 以集中、共用形式存取 NVMe 裝置,啟用存取網路連結磁碟機,就像它位於客戶端伺服器的本機一樣。NVMe 集中儲存管理的優點包括簡化管理、更好的產能利用率,以及更輕易地排除單點故障。NVMe-oF 規格需要光纖通道、RDMA 或是 TCP fabrics。光纖通道協定 (Fiber channel protocol,FCP) 自 1990 年中期以來一直是領先的企業儲存運輸技術,用於在光纖通道網路傳輸 SCSI 數據包,因此它對 NVMe 定義新的「FC-NVMe」協定、在光纖通道上傳輸 SCSI 和 NVMe 流量,亦或使 SAN 現有環境中的現有 FCP 使用者升級至 FC-NVMe 方面均極為重要。RDMA (Remote Direct Memory Access,遠端直接記憶體存取) 也是另一個主流協定,有三種運行數年的技術,分別為無限頻寬 (Infiniband)、RoCE (RDMA over converged ethernet,基於融合乙太網的 RDMA) 以及 iWARP 。因此,在 RDMA 建立此協定是 NVMe 利用這些現有運輸技術的一種方式。自 1970 年代末期,TCP/IP 憑藉其可靠的設計原則,已經成為最主流的網路運輸協定。NVMe 自然而然發展出一種能在現有 TCP 網路傳輸 NVMe 指令的方法,藉此降低部署成本以及減少設定時間。

NVMe-oF 的出現也為 IT 基礎設施帶來更多挑戰,因為 SCSI 裝置的瓶頸將上移到網路控制器和介面。但是許多公司已經有所創新,推出的轉換器和 NIC 可支援更高的網路速度以及可調適的 QoS來因應。全快閃儲存陣列製造商提供端對端 NVMe-oF 實作,利用一系列工具調整以獲得更好的 QoS 並消除嘈雜的相鄰裝置,實為創新之舉。

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