【IT168 应用】基于闪存的SSD具备了比电动机械驱动器更快的随机读取和数据传输速度，因此现在可以常被用来替代旋转磁盘，但SSD的主机接口仍然是其性能上的短板。基于串行总线和接口标准(PCIe)的SSD和一种被叫做NVMe(永久存储器)新兴标准相辅相成，使该接口的短板问题得以解决。
如今人们正逐渐发现SSD的意义所在，而且一旦新的NVMe标准成熟，并且公司的交付集成电路能实现SSD与主机处理器更紧密的耦合后，还会发现其更加广泛的价值。
日立CTO：SSD终将替代机械硬盘
目前较棘手的问题是迫切需要找到一种技术，以满足这20年间处理器呈指数级增长的性能需求。芯片制造商一直在提升处理器核心的性能，从而可将多个内核叠加到一个集成电路中，并努力开发能够将多个集成电路更紧密得连接到多个处理器系统的技术。这样一来，最终的结果将是：方案中所有内核都需要进入同一个存储器的子系统中。
企业的IT经理们都盼着使用多处理器系统，因为这样的系统每秒可处理的I/O操作数量(IOPS) 将有很大的增长空间，在耗电方面，每瓦特的IOPS也有提升的余地。如果处理单元可以及时访问到数据的话，新处理器IOPS性能会更强，成本和能耗也因此会降低。让活跃的处理器等待数据是件既浪费时间又浪费钱的事情。
存储分层技术
当然，现在的系统中有多级存储技术，可以将编码和数据送到各处理器内核。通常每个内核都含有处理速度可与内核持平的本地高速缓存。一个芯片里的多个内核共享一个二级，有时候还有一个三级高速缓存。然后DRAM 为高速缓存提供数据。DRAM和高速缓存的读取速度和数据传输性能都已得到适当地扩展，足够和处理器的性能相协调。
DRAM 和旋转存储器性能之间存在一个断层，具体表现就是读取速度和数据量会受到影响。磁盘驱动器供应商在高容量低成本磁盘驱动的设计和生产上贡献颇多。但驱动器本身具有的局限性，即它们读取数据的速度以及将读取到的数据转入DRAM的速度不可能无限提升。
读取速度有多快取决于硬盘将读磁头移到磁盘数据轨道所需时间的多少，以及数据存储区转到读磁头下方所需的转动延迟时间的长短。最大传输速度是由磁盘的转动速度以及数据编码体制体现的，二者共同决定了每秒从磁盘读取到的字节量。
硬盘驱动器在读取和传输连续数据时的性能相对较高。但是随机读取操作会增加延迟。而且，即使是连续读取操作都无法满足最新处理器对数据的巨大需求。
同时，企业的在线交易系统在处理金融业务时，或是在应用程序中开发数据时，比如像客户关系管理需要高度的随机数据读取这种情况，都要求有较高的随机数据读取速度。云计算也有一个随机单元，其随机操作通常会随着技术的更新不断升级，比如虚拟化技术，它能扩展单个系统里任何时候都处在活跃状态的应用程序的适用范围。每产生一微妙的延迟都意味着成本的损失，以及较低的处理器利用率和系统能耗的浪费。
幸好闪存为解决DRAM和传统的机械磁盘存储的性能的断层问题提供了可能。闪存比DRAM 慢，但是它每十亿字节的存储成本相对更低。但还是高于磁盘存储成本，但企业乐于支付溢价，因为闪存在传输速度和随机数据的读取速度方面性能更高，因此和机械磁盘存储相比有着更好的IOPS成本效益。
增加闪存容量以及合理增加成本让SSD越来越受欢迎，因为SSD封装闪存后可使其具有类似磁盘驱动的形状系数。此外，SSD最常被应用于磁盘驱动器接口，比如SATA(串行ATA)或SAS(附加串行SCSI)。
目前SSD使用的是磁盘接口
磁盘驱动器的形状系数和接口允许IT供应商用SSD代替磁盘驱动器。系统硬件或驱动软件都无需为此作任何更改。只要换入一个SSD，你就能拥有高得多的读取速度和多少会高一些的数据传输速度。
不过，对基于闪存的存储而言，磁盘驱动器接口并非非常好的选择。闪存可以支持比最新一代磁盘接口更高的数据传输速度。而且，SSD的制造商能将足够多的闪存设备装入2.5英寸的形状系数，这样就在能耗上将比传统磁盘驱动器更具优势。
让我们更近距离的看一下磁盘接口。当今最主流的系统使用的是第二代SATA和SAS接口(被称为3Gbps接口)，它们的传输速度是300MB/s。第三代SATA和SAS将其速度提高到了600MB/s，基于该类接口的驱动器已经在企业级市场中拥有了一席之地。
上述的传输速度可以支持最快的机电驱动器，然而最新的NAND闪存配置和叠层芯片封装技术能传输的聚合闪存带宽超过了SATA 和 SAS互联后的传送能力。简言之就是SSD的性能短板从闪存设备转移到了主机接口。因此业界需要一种更快的主机内联技术让闪存得到充分利用。
PCIe主机接口能解决这种存储性能的短板问题，并且，通过将SSD直接连接到PCIe主总线，它将拥有天下无双的高性能。比如，2012年即将批量生产的第三代4-lane (x4) PCIe连接可以达到4GB/s的数据传输率。此外，直接PCIe连接可以减少系统能耗，大幅缩减老化存储配置的时延。
