【IT168 专稿】Intel日前在北京发布了一系列SSD新品，包括2.5英寸和PCI-E 3.0两种规格，其中PCI-E接口SSD新品首次支持NVMe标准。此外英特尔强调，如今SSD应用已经不再局限于互联网行业，开始广泛向企业级市场渗透，SSD将很快在企业级数据中心得到普及。
NVMe提速固态盘
本次发布的新品包括三款NVMe PCI-E接口固态盘，分别是面向写入密集型应用的DC P3700 系列，面向混合工作负载的DC P3600 系列，以及适合读取密集型应用的DC P3500 系列。这三款PCI-E固态盘可更快为处理器提供数据存储，同时NVMe 1.0 规范在保证数据完整性、高耐用性的基础上进一步提升PCI-E SSD应用性能，带来6倍于6Gb/s的SATA的性能提升。
▲NVMe PCI-E接口通过直连低延时、紧密的IOPS分布保证CPU的高性能
NVMe由业界80多家公司(NVMHCI 工作组)联合开发，并由11家发起企业主导，英特尔正是这11家占主导地位的发起企业之一。NVMe是一项针对PCIe SSD的主机控制芯片接口标准，也就是说，NVMe对SSD控制器与操作系统之间的通信连接进行规范，但并不干涉控制器如何控制闪存，能够兼容大多数操作系统的标准驱动程序，这样OEM厂商将不必为单个的SSD设置驱动程序。
▲NVMe PCIe接口SSD相比SAS、SATA性能提升
采用NVMe标准的 PCIe 固态盘可将数据和存储移动到更接近处理器的位置，从而消除了大量与硬件和存储协议有关的延迟问题，提高了系统的整体性能，尤其是与虚拟化、大数据应用、高性能计算等密集型任务有关的性能。一致的性能使系统存储能够通过一种更具预见性和扩展性的方式进行响应，从而最大限度地提高系统使用率和整体性能。
▲英特尔公司技术及制造事业部副总裁、非易失性存储方案事业部战略规划及业务拓展总监李仁基(Bill Leszinske)
英特尔公司技术及制造事业部副总裁、非易失性存储方案事业部战略规划及业务拓展总监李仁基(Bill Leszinske)介绍：由于消除了上层HBA接口协议，NVMe PCI-E接口可以提供更高的性能和更低的时延，同时支持全双工和多请求队列。此外，由于NVMe PCI-E接口的固态盘与CPU直接连接，因而无需HBA，并节省了节省HBA功耗和链路层功耗管理，因而提供了更低的功耗和更高的成本效益。目前NVMe接口已经提供了包括windows、Linux、Unix、Solaris、VMware及UEFI大部分操作系统环境的驱动支持。
李仁基强调：NVMe在底层协议上与SATA和SAS采用了同样的电气标准，例如SFF8639 SATA接口就与NVMe PCI-E完全兼容，“同样一个物理结构在不同的部署模式时，采用了不同的组建方式，这样可以极大地方便OEM和相应生态系统的发展。我们现在已经看到有一些服务器已经支持SFF8639接口形式，下一代的服务器绝大部分会更快的促进PCI-E SSD的增长。”
▲NVM Express接口标准建立在SATA和SAS传输协议基础之上，采用了相同的电气标准，SFF8639借口与SATA、SAS接口以及NVMe SSD完全兼容。SFF 8639接口支持可以通过在现有的英特尔至强处理器平台使用PCI转接卡;或者在下一代英特尔至强处理器平台上原生支持。
“NVMe在今天PCI-E上的应用已经体现了很大的好处，更大的好处会体现在下一代的存储技术上，这一类存储技术比现有的技术更快几十倍、上百倍，时延低几十倍、上百倍，这时候NVMe会体现出更大的优势。”李仁基表示。
丰富固态盘产品线
本次发布的SSD新品包括了两个规格：2.5英寸磁盘和PCI-E 3.0接口形式。具体分为DC S3500/3600/3700以及DC P3500/3600/3700。从型号命名规则上看，DC表示Data Center，也就是强调这几款新品的企业级定位，S表示SATA，P表示PCI-E，3表示第三代架构，可以看到SATA和PCI-E的底层架构是一致的。此外，从型号定位上分，7表示高性能、高寿命，6表示中等寿命，5表示普通寿命。
▲英特尔固态盘支持的两种规格
其中三款PCI-E接口的SSD新品均采用了PCIe 3.0 x4(相当于每秒4GB传输能力)接口，由英特尔20纳米MLC闪存芯片构成。另外，它们还配备了18条通道的英特尔控制器，有限质保期为五年。新的SSD硬盘提供了非常多的容量选择，涵盖400GB、800GB、1.6TB和2TB。
▲英特尔SSD指标规格
▲尽管这批英特尔SSD新品包括PCI-E和2.5英寸两种规格，不过英特尔认为PCI-E接口SSD能够更有效提升系统利用率。英特尔测试显示：一块英特尔固态盘DC P3700可以提供相当于6-8块SATA固态盘所能提供的性能。
对SSD硬盘来说，耐擦写性能是其整体应用性能的一个关键指标。随着更多数据被写入到NAND闪存，应用以不同读写速率访问设备，固态硬盘SSD会随着时间推移而发生严重的性能降级，甚至读写失效。本次英特尔推出的SSD新品在耐擦写性能方面有着优异的表现。
▲DC P3700系列是高性能/高寿命SSD，面向写入密集型应用
据介绍，本次推出的DC P3700可写入36.5 PB 数据，每天可写满驱动器全盘十次;DC P3600可写入10.95 PB 数据，每天可写满驱动器全盘三次;DC P3500可写入1PB 数据，每天可写满驱动器全盘0.3次。
这个级别的耐擦写性能在MLC SSD硬盘中已经达到非常高的水准，英特尔公司非易失性存储方案事业部技术市场工程经理James Myers介绍，英特尔通过三个方面的控制来保证整体SSD的擦写寿命。
▲英特尔公司非易失性存储方案事业部技术市场工程经理James Myers
“一是我们会挑质量最优的NAND归到SSD芯片里;二是在固件层面做大量的针对性优化工作，比如说一些写数据的机制，比如数据读干扰和写干扰数字模拟的机制等等。三是P3700相对于3600、3500有更多的冗余空间。”James谈到。“我们有高耐久性技术，HET技术。我们的MLC加上高耐久性技术产生的结果使SSD可以满足每天全盘10次写入。SSD的擦写次数的能力远远超过业内SSD的擦写寿命。”
从互联网到企业级市场
SSD被视为是存储领域的革命性技术，不过对于任何一项变革性技术来说，在自身发展和市场普及之间存在着有迹可循的规律。
▲Gartner技术发展生命周期示意图，英特尔认为SSD即将跨越应用鸿沟
现场李仁基展示了一张Gartner技术发展生命周期历程图，根据Gartner的研究，任何一项新兴技术，都会经历初始、发展、应用、成熟等不同的阶段，而当市场接受率超过15%时，就会迎来井喷式发展。英特尔认为目前SSD的渗透率已经超过15%，正处于井喷期的边缘。
▲数据中心市场和消费级市场SSD的配售比率和渗透率
英特尔调研的商用市场和数据中心两部分市场的渗透率显示，目前在商用市场，SSD硬盘的渗透率已经从百分之十几到百分之四十，消费级固态盘从4000多万增长至1亿多片。数据中心市场中，固态硬盘的总体有效市场(TAM)将超过1500万台，其中SSD配售率在互联网/云计算领域中最高，达到100%，但是在传统的企业级数据中心中配售率相对较低，只有20%左右。
▲英特尔公司非易失性存储方案事业部中国区市场总监刘钢
这一全球性数据分布与中国区的趋势也完全吻合，英特尔公司非易失性存储方案事业部中国区市场总监刘钢展示了中国区某一季度SSD销售的分布数据。数据显示，SSD在IPDC领域的配比率在互联网领域非常高，达到80%以上，在某些领先的互联网公司甚至超过了100%达到120%，因为存在一台服务器配置多个SSD硬盘的情况。但在传统教育、政府等行业，SSD还存在较大的发展空间。不过英特尔认为，如今SSD的应用已经远远不局限于互联网，正在企业级市场逐步发酵普及。
▲刘钢展示中国区SSD行业应用分布
现场，浙江华通云数据科技有限公司、奇虎360公司、以及浙江省疾病预防控制中心等企业客户也分别介绍了SSD在其系统场景中的具体应用模式。
浙江省疾病预防控制中心介绍，该中心此前原有一套信息系统，但性能低下无法满足使用需求。一次多条件模糊查询就需要等待十几分钟，生成一份报告需要长达一周时间，无法承受大量的访问和频繁检索，且多个省市之间无法跨数据库实时同步。该中心最后采用了基于英特尔固态盘的Hadoop解决方案，在2台Hadoop管理节点上部署了Intel S3500系列SSD 2块，在8台数据节点上部署了Intel S3500系列SSD 8块。最终使得千万级数据库、多条件模糊查询时间由十几分钟缩短为几秒响应;生成一份典型报告的时间由一周缩短为1小时，并实现多个数据中心的跨中心实时同步，真正进入大数据时代。
奇虎公司资深测试工程师崔黎麟也在现场分享了奇虎360公司SSD固态硬盘的使用经验。“SSD对我们优化最多的还是在一些核心的业务上面，比如说搜索和云杀毒，作用是为了能够降低单个请求的响应延迟，提高单位时间内高并发请求的处理能力。另外我们的CDN架构也结合了Flash Cache软件缓存热点数据，主要是为了降低磁盘的I/O负载。”
▲奇虎公司资深测试工程师崔黎麟
“英特尔在SSD产品的选择方面比较丰富，例如P3500和S3500以读为主，写持久性较弱，应用场景主要是搜索、云杀毒以及其他缓存类应用等。高性能/高寿命P3700和S3700系列SSD，特点是能够处理高并发的读写请求，持久性较强。我们在CDN上面用得比较多，因为我们CDN每天承载了大量的用户请求，而且伴随着相当多的写操作。”
