NVMe到底是个什么技术.docx

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1、说到NVMe,第一印象就是!在两年前，支持NVMe的全闪存阵列数量只占整个存硫市场很小的一部分，而今年，你已经很难看到中端以上的存储新晶不支持NVMe.不过，NVMe除了快还有什么？我们经常听到端到端NVMc.NVMcOF江FC-NVMe,它们又是什么意思呢？今天小编就来给大家扒一扒NVMe,如果你还不知道就真的OUt啦。INVMe的诞生背景NVMe发展的过程，就是不断给SSD开绿灯”的过程。今天我们已经知道，SSD的出现带给存硫系统性能提升是革命性的，然而在当时的年代里，SSD的性能想要完全发挥，却面临若诸多瓶颈.这是因为是当时的存储系统都是面向TU而设计的.举例来说，早期的全闪或混闪阵列中

2、很多是在使用传统的存储技术一一SATASSD,这类存储基于AHCKAdvancedHostContro1.1.erInterface,高级主机控制器接口）命令协议.而AiIC1.是为机械硬盘而生，采用AHCI的SATAIII总线只允许数据传输速度达到600MB/S.因此，为了让SSD在存储中跑得更新快,NVMe规范诞生了。NVMe全称是Nonvo1.ati1.eMemoryExpress（非易失性内存标准），在它首次投放市场的时候，许多人认为它只是一个新的、速度更快的SSD.但实际上，NVMe是一种基于性能并从头开始创建新存幡协议,它可以使我们能够充分利用SSD和存储类内存（SCM）的速度。N

3、VMe替代了原有的AHCI规范,并且软件层面的处理命令也进行了生新定义，不再采用SCSI/ATA命令规范.并且NVMeSSD利用了计算机或服务器中的PC1.e高速总线，将其直接连接到计算机，从而减少了CPU的开销,简化了操作，眸低了延迟，比高了IoPS和吞吐辞.队列深度（QD）是NVMe相对于AHCI的另一个优势.SAS和AHCI只能是单个队列，而且每个队列的深度也比较低，分别是254和32的队列深度。而NVMe协议设计之初就考虑了该问题，它的最大队列数量可以是65K,而且每个队列的深度可以高达65K.QueueDepthandcommandsProtoco1.QueueDepthComman

4、dsSAS1254SATA(AHCI)132NVMe65,00065z000除了；.-1-E分器处川j-、I什么是端到端NVMe?说完了NVMe,再来说说端到端NVMe.听到描述一款产品特性的时候，我们会常常听到这款产品支持端到端NVMeu这个词汇，其实，支持端到端NVMe意味着SSD的性能还能得到进一步的释放.这是因为当时的全闪存阵列大部分是在存储后端支持NVMeSSD,与使用SATA或SASSSD的全闪存阵列相比确实带来了性能的提升.然而，这并不意味NVMeSSD已经发挥出了它的性能极限.事实上，NVMeSSD全闪存阵列理论上可以提供更大的性能提升-使用SAS和SATASSD的全闪存阵列多

5、10倍性能.这种巨大的性能差异源于这样一个事实，即当时的全闪存阵列控制器架构也是为了适应机械硬盘而设计的，而在使用NVMeSSD时，这种控制为此，阵列控制器以及存储网络协议必须不断发展.NVMeHostSoftwareHostSideTransportAbstraction而NVMeoverFabrics（简称NVMe-OF）的出现，J与NVMe向；到前端，作为存储阵列与前端主机连接的通道，取代过去的FUiSCS1.由此，主机可以使用本机NVMe协议直接与NVMeSSD通信，从而大幅降低了延迟.2016年EMC发布的DSSDD5存储,它是业界第一款端到端NVMe存这款存储专为性靛而生，其控制器

6、、闪存模组到前端主机I/O卡全都是专属规格，其性能可达到千万级的IOPS和100GB每秒的吞吐员，而且延时能则降到100微秒的延时.这些性能数据足以秒杀当前市面上任何一款存储系统，可谓是不折不扣的性能怪身.不过，也许是因为设计理念太过超前，这款产品并没有延续下去，而是转化为宝贵的技术资产，如今De1.1.EMCPowerMaxWPowerStore所支持的端到端NVMe技术，实际上就有来自DSSD的技术积淀.INVMe-OF传输类型对于NVMe-。F传输类型有3种选择分别是使用光纤这谄的NVMCOF、TCP的NVMe-OF和使用RDMA的NVMe-oF.FibreChanne1.在光纤通道(F

7、C)上使用NVMe的组合通常被称为FC-NVMe.NVMeoverFC,有时也称为NVMe/FC.光纤通道是存储阵列和服务器之间传输数据的强大协议，大多数SAN存储系统都使用它。在FC-NVMe中，SCSI命令被封装在FC帧内.它基于标准的FC规则，与支持访问共享NVMe闪存的标准FC协议相匹配.TCP这种传输类型是NVMe-OF的最新发展之一.NVMeoverTCP（传输控制协议）使用NVMe-OF和TCP传输协议在IP（以太网）网络上传输数据。NVMe通过以太网作为物理传埔，在TCP数据报内进行传输.尽管有RDMA和光纤通道，TCP提供了一个可能更便宜和更灵活的选择.此外，与同样使用以太网

8、的RoCE相比，NVMe/TCP的表现更像FC-NVMe,因为它们在I/O中使用了消息语义.RDMA该规范采用远程宜接内存访问(RDMA),使数据和内存能够在计算机和存储设备之间胫网络传输。RDMA是一种在网络中两台计算机的主存储器之间交换信息的方式，不涉及任何一台计算机的处理器、缓存或操作系统.由于RDMA避开了探作系统，因此它通常是网络传输数据的最快、开销最低的机制。RDMA上的NVMe-OF使用TCP传输协议在IP网络上传输数据，典型的RDMA实现包括虚拟接口架构、聚合以太网上的RDMA(RoCE)、InfiniBand,Omni-Path和iWARP.RoCE.InfiniBand和iWARP是目前使用最多的.将NVMe-OF与RDMA、光纤通道或TCP一起使用，就可以形成一个完.NVMe存储解决方案.这些解决方案提供了显著的高性能,同时保持了通过NVMe提供的极低延迟.今天，NVMe由于其低延迟和高吞吐量的多任务处理速度而变得越来越受欢迎.虽然NVMe也用于个人计算机中以改进视频编始,游戏和其他解决方案，但通过NVMe-OF在企业中可以看到真正的好处，特别是在分秒必争的企业场里.如实时客户互动，人工智能(A1.).机器学习(M1.)、大数据和高级分析应用开发运营等.处理和访问数据的速度越快，对业务就越能带来价值。