PCIe SSD背后的史诗1

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作者 石璟鑫

 

 

 

PCI-e SSD,你肯定听过,憧憬过他们的性能。但是你可知道,它们如今的美丽的背后,都藏着怎样的史诗,和怎样的真实面目?

 

–题记

 

前言

 

如果你前几年一直在关注sata SSD,你会发现一个问题:市场上的sata SSD产品虽然品种繁多,但是规格确非常统一:大部分主控是8通道(性能取向)或4通道(价值取向),sata3总线,AHCI协议,BCH纠错码,等等。要说有特色或者进步,也就是采用更越来越省钱的颗粒(更新的制程、TLC或3D-NAND等)、更好的QoS(服务质量)、更好的数据保护功能(如掉电保护、XOR冗余、QSBC纠错之流)这些”优化改良”性的提升上。

 

其实原因很简单:SSD发挥性能靠的是众多闪存通道、闪存颗粒的共同协作。只要闪存够多、够快,主控够强、通道够多,性能可以不断做强。sata-AHCI这套从机械硬盘时代开始已经沿用了很多年的方案由于其高延迟与最多只有6Gbps的带宽,只有一个命令队列32队列深度,显然早已遇到了瓶颈。由此,厂商自然会想到使用PCI-e这种延迟更低、带宽更大的总线与新的通讯协议。于是,SSD终于从禁锢多年的牢笼中解放了出来。

 

 

话说天下大势,分久必合,合久必分。其实在企业级市场方面,厂商早就看到了PCI-e通道的潜力。”合久必分”,在2012年附近,各路厂商终于不能忍受sata/SAS的限制,纷纷推出了各种架构的PCI-e SSD,每一家都有着自己的特点:

第一种,比较普遍的SAS+HBA母卡的架构,单个或多个SSD组成,通过HBA以连接在PCI-e总线上。典型的有Nytro Warpdrive、intel 910、sandisk lightning、OCZ Revodrive等;

第二种,原生PCI-eASIC/FPGA主控。如美光P320h等,使用一个整合的原生的控制器,作为一个独立的PCI-e设备与PCI-e总线连接;

第三种,特立独行的分离式host-based方案,主要是fusion IO在做。SSD板载闪存控制器,元数据处理器则由系统的CPU担当 。这种分离架构使得数据处理能力大大提升,性能潜力相当高,而也正是fusionIO与各路厂商的合作,加快了今天PCI-e SSD在专业领域的普及。

 

 

不难看出,第二种方案是目前大部分厂商的发展方向。这是因为第一种方案虽然利用了现成方案,但是结构复杂、效率受到桥接结构的影响;第三种方案由于元数据处理器为CPU,其可靠性和性能稳定性自然会受到系统CPU与内存甚至软件环境的影响。”分久必合”,SSD市场正在走向另一个统一的时代。

 

然而,采用了更先进的架构真的就意味着性能更强么?按我的经验,很多时候看起来很厉害的新技术,只是溢价的工具而已。很多老将多年后仍然老当益壮,很多花瓶在被营销与市场抛弃、华丽的外表被揭开后价值也一落千丈。本次测试将涉及7块不同架构的PCI-e SSD,并加入SATASSD的测试数据,重温一下PCI-e SSD性能的发展历程,并在桌面与工作站应用的角度,看看采用PCI-e通道究竟会造成什么样的变化,新的技术是可一招制敌还是可有可无,各家硬盘的素质又怎么样。

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