【IT168 应用】随着企业级存储系统中对各种存储设备中数据的需求越来越大，用户有必要使用端到端的数据转换协议，如通过PCI Express(PCIe)确保高质量高带宽传输。PCIe G3规格支持每道8G/s的数据传输带宽，因此可以让主服务器在存储设备和系统缓存之间进行高速数据传输。
对速度的需求
从架构而言，存储平台由四个设计组件组成：CPU，缓存，存储和主机界面。随着数据域虚拟化需求的提高，对存储系统的传输速度也有多重要求。现在CPU由多核组成，可以每两到三年就令其性能翻倍。存储和缓存子系统在增加带宽(用于HDD的SAS/SATA 3.0，基于闪存的SSD和用于缓存的DDR3)。现在的问题在于如何通过SAS/SATA，PCIe，USB3.0和UFS等优化主机界面提高其性能，灵活性和可靠性。
带宽时存储平台的关键需求，因为查询的数量，SSD设备和存储设备的传输量都在增长。PCIe通过增加频率(PCIe G3)和使用多通道(x1, x2, x4, x8, x16, 或x32)的方式。原始数据带宽已经从PCIe G1中的250Mbps增长为PCIe G3的1G/s。此外， G3中的数据连接完整性和均衡性将促进PCIe的推广，且在性能改善的同时，成本和能耗会显著减少。在初始化期间，PCIe连接在不涉及固件或操作系统的情况下得到提升。
因此，Gen3 x4 链接的容量比SATA/SAS 3.0的600MB/s要大。所以PCIe G3带宽可以支持多个ONFI 3.0 ，快速闪存的10个通道可超过500MB/S。同样，PCIe G3可以保持更高的数据传输速率，而即便SAS/SATA容量用完，存储平台的主机命令也有剩余空间可用。
虚拟化的作用
虚拟化可以启用高级资源共享改善存储平台的灵活性和性能。虚拟化可以实现单一存储系统上的多系统映射(SIs)。所以，单个的物理I/O设备可作为多虚拟设备使用，还可以单独服务多系统映射。
可使用纯软件方法解决虚拟化问题。在这个案例中，一个虚拟化的中介被用作虚拟化。虚拟化中介仅对从系统映射到硬件的连接负责。这一方案无法扩展，虚拟化的中介也成为性能瓶颈。
PCIe I/O虚拟化(IOV)为虚拟化添加硬件支持解决了这一问题。丰富的PCIe虚拟化特性减少了虚拟中介软件的开销，使其为其在一个合理的范围。这种PCIe设备中IOV的硬件加速导致延时的锐减，而且较纯软件的虚拟化方案而言，传输量也获得改善。
本地虚拟化与基于虚拟中介的IOV相比，传输量翻了一番。PCIe将虚拟化藏于存储系统之外，使其察觉不到自己正被共享。同样，PCIe具有向后兼容性(Gen1/2和PCI);这意味着如果一个支持IOV的设备被插入不能识别IOV的软件/固件时，该设备会被视为基础PCIe设备，仍能发挥作用。而且，PCIe为不同的系统拓扑结构都提供了IOV，例如，单root和多root(刀片系统)。有了这些性能后，就有机会让存储系统利用PCIe IOV了。
PCIe 扩展应用至存储
PCIe同样提供协议扩展至本地协议。这些扩展具有可选性但却为专有应用添加了有用的特性。下面是可应用于存储的一些性能：
1. 多点播放可向多个接收器播放单一数据组或是命令。这在把数据传输到RAID或镜像存储。
2. ARI(Alternative Routing-ID Interpretation)允许IOV，这样就指出256个函数(物理或虚拟)。
3. 可调整大小的基础地址注册器(BAR)可根据系统限制选择BAR光圈大小。这就便于为不同的缓存需求创建适配器，从高端服务器到普通工作用不等。
4. TLP进程示意通过托管缓存和系统缓存优化了PCIe数据包进程。
5. DBFF为改进的平台能耗管理同步了DMA操作。
PCIe G3为不同数据类型提供支持，如服务质量，能耗管理，数据完整性和错误处理。PCIe G4工作已经开展;与G3相比起带宽又会翻一番，但是能耗却不变。除了增加PCIe4的传输速度外还会减少延时和增加标准细则，如转发错误纠正，更深层次的管道铺设，错误报告和控制。这些都是PCIe将获得性能提高支持存储平台的佐证。
简而言之，带有PCIe G3托管界面的存储平台实现了性能最大化。使用I/O虚拟化和协议扩展的PCIe G3方案解决了不断增长的带宽，性能和灵活性的需求。至于芯片系统的部署，可配置闪存和PCIe G3控制器IP将极大推进PCIe G3的推广。
