要改善物理服務器或虛擬服務器應用的I/O性能，一個重要因素就是縮短I/O發(fā)起者與目標存儲之間的延時。延時是應用程序性能的頑固之敵，有著簡單的算術關系：隨著時延增加，性能降低。

延時與下面幾個因素直接相關：

距離延遲，這受限于光的速度；

存儲協(xié)議延遲，如TCP/IP，F(xiàn)CP，iSCSI，F(xiàn)CoE、AoE、SCSI、SATA、SAS等；

I/O處理步驟延遲，這是由于I/O處理路徑需要經(jīng)過從應用到目標存儲，包括PCIe、 SAS、 SATA、 FC等類型的存儲控制器；

切換延遲；

爭用延遲；

存儲的讀寫延遲 （這項對于旋轉介質相對較高）；

延遲是添加劑。關于降低延遲和提高 I/O 性能的傳統(tǒng)觀點是消除或盡可能多地減輕相關因素；

減輕距離延遲：通過使目標存儲盡可能接近 I/O 發(fā)起者；

緩解存儲協(xié)議延遲：通過使用需要處理或轉換最少的協(xié)議；

緩和 I/O 處理延遲：通過移除I/O處理路徑上的某些步驟或控制器；

避免切換延遲：不經(jīng)過任何切換；

減少爭用延遲：通過限制I/O 必須經(jīng)過的共享交換結構；

PICe閃存卡

讀/寫延遲是存儲管理員最關注并著力解決的，盡管它只是延遲全圖中的一部分。

減輕這部分的延遲在今天看來是比較簡單容易辦到的，使用基于閃存的存儲驅動器。支持SATA， SAS， FC或FcoE接口類型的閃存驅動器（又名固態(tài)硬盤或SSD）直接安裝在服務器內，對減緩上邊提到的其他類型延遲效果并不明顯。

另一方面，PCIe閃存卡也確實減輕了那些延遲，因為它們是直接嵌入PCIe通道，而不是通過PCIe連接到外部的SAS，SATA或FC存儲控制器。它們幾乎不需要從應用到達目標存儲路徑的步驟。它們沒有對交換的競爭。他們唯一的競爭來自于PCIe通道上的其他設備。

PCIe閃存驅動器對于減輕或消除所有延遲因素的能力，使得它很容易能提高應用的I/O性能。 隨著NAND非模的繼續(xù)下降，PCIe閃存卡的可擴展性一直穩(wěn)步上升。今天，大容量的PCIe閃存卡可從3.2TB到4.8TB.一臺具備四個PCIe插槽的服務器可擁有高達19.2TB的高性能低延遲的閃存。隨著NAND發(fā)展到19nm和20nm以及3-D，容量會繼續(xù)擴大。

這使近年來PCIe閃存卡如何占據(jù)服務器端閃存變得容易理解。然而，沒有一種技術是完美的，PCIe閃存卡也不例外，它有很大的限制。那些PCIe閃存卡安裝在物理服務器內部，它們只是本地存儲。如果要在多個服務器上共享，它們需要特定軟件將其虛擬化并轉換成共享存儲。這就增加了延遲并降低了I/O性能。增加的延遲量依賴于服務器的網(wǎng)絡互連和TCP/IP.另一個針對虛擬化/共享的PCIe閃存卡的降低延遲的方法就是將數(shù)據(jù)復制到不同物理服務器上的閃存卡里。數(shù)據(jù)復制導致PCIe閃存卡容量至少增加了一倍（產生更多成本）。

還有就是服務器中的PCIe插槽有限，通常介于二至八個（根據(jù)不同廠商，可能會有更多，但也多不了太多）。那些PCIe插槽被用于眾多不同的適配器，比如以太網(wǎng)卡，光纖卡等，使得可用于PCIe閃存卡的數(shù)目大大受限。刀片服務器和雙服務器有著更嚴重的PCIe插槽受限和尺寸受限。

過去幾年，或許PCIe閃存卡的最大問題一直是存在大量專有的軟件驅動。每家廠商都有自己的驅動程序，API和軟件。使用多家廠商的PCIe閃存卡甚至是交換機、第三方緩存軟件而變得困難。

然而，業(yè)內人士已經(jīng)走到一起來解決這個問題。主要的市場領導者（英特爾，戴爾，閃迪SanDisk，EMC，NetApp，三星，美光，安華/LSI，希捷，PMC，甲骨文，思科，西數(shù)/日立等）共同組織了以NVM Express（NVMe）來標準化PCIe閃存卡/SSD和API.所有供應商和其他大多數(shù)的PCIe閃存卡廠商都承諾將致力于NVMe.假以時日，這個問題將得以解決。

為應用很多用戶需要的特性和功能，如提高可用性和正常運行時間共享，服務器虛擬化需要額外的存儲。利用PCIe閃存卡和共享存儲則需要額外的軟件。該軟件可能是直寫式高速緩存軟件（又名讀緩存）或回寫緩存。兩者都會增加延遲以及許可和操作成本。

直寫式高速緩存是最常見的。它將所有寫操作都送到共享存儲，并將訪問頻繁的讀數(shù)據(jù)放入PCIe閃存卡中緩存。直寫式高速緩存不會加速寫I/O.但它能加快讀I/O操作。回寫式緩存每次在數(shù)據(jù)被確認寫入時只將數(shù)據(jù)保留在PCIe閃存卡中。當初始寫操作被確認寫入后，寫數(shù)據(jù)也被復制到共享存儲。回寫式緩存確實能加速寫操作，但也加快了閃存的磨損。

內存閃存型存儲

內存閃存型存儲通過將閃存直接插到DIMM插槽，而使它距離應用的I/O更近。而這也使閃存看起來像DDR3內存一樣。在DIMM通道上導致減速的因素更少，如I/ O集線器（最近納入了英特爾最新的至強芯片組），PCIe控制器或存儲控制器都可暢通無礙。DIMM通道上無需管理同其它設備的I/O競爭，而在PCIe通道上卻必須協(xié)調。應用與內存存儲之間的距離已不能再短，因為它已駐留在內存通道。內存閃存的平均寫延遲可以小于5微秒，而PCIe閃存卡是這個數(shù)字的兩到三倍。讀延遲則基本相當。

但是，內存閃存型存儲的真正性能優(yōu)勢是延遲的一致性。內存閃存存儲具有很低的延遲變化率，而PCIe閃存卡的延遲變化率被證明要大得多。一個金融服務公司的測試結果顯示，PCIe閃存卡的延遲變化率超過內存閃存三個數(shù)量級（1000倍以上）。

這可不是小事。具有高分頁比而又內容受限的應用將會得益于連續(xù)一致的低延遲。這類應用程序中有內存數(shù)據(jù)庫，高頻交易，衍生品交易，布萊克斯科爾斯建模，BGM/LIBOR建模，石油和天然氣儲層建模，地震資料解釋，流體學模擬，湍流模型，三維建模，動畫渲染，CGI，蛋白質-基因組匹配等。

雖然DIMM插槽比較有限，但19納米的NAND非模可以打造200或400 GB的內存閃存。正如PCIe閃存卡將受益于更小的NAND非模以及3D NAND，內存閃存也一樣。

服務器DIMM插槽就是更好的事例。雖然服務器的PCIe插槽有限，DIMM插槽卻多得多。舉個例子，以Intel最新的四插槽（4顆至強E7-4890）主板為例，有96個DIMM插槽，或每CPU插槽24個DIMM. 假設每CPU至少有兩個DIMM插槽用于SDRAM，那么一共留下88個DIMM插槽可供內存閃存使用，約35.2 TB的極速閃存存儲。

就像PCIe閃存卡，內存閃存存儲也有其不足之處。目前只有一家供應商（Diablo Technologies），并且它通過閃迪Sandisk公司出售其內存閃存。 閃迪的智能存儲將Diablo的技術與自身的Guardian軟件相搭配，以提高閃存的性能，增強NAND耐受性，減少寫入放大，并提供卓越的檢糾錯功能。合并后的產品以ULLtraDIMM進行銷售。

預計其他廠商將迅速進入內存閃存市場。但在那以前，經(jīng)濟規(guī)律的稀缺法則意味著內存閃存的每GB價格將比PCIe閃存卡更高。 IBM在其System X服務器中是eXFlash技術的早期OEM.IBM MSRP顯示每GB容量內存閃存比PCIe閃存卡有大約3倍到4倍的溢價。

那么，誰將贏得這場較量？

如同所有的技術對比，它取決于具體情況。當應用程序對延遲的一致性要求高，并且這是很重要的，那么內存閃存更具優(yōu)勢。當應用程序內存受限或服務器插槽緊張（PCIe插槽少，刀片服務器等），內存閃存再次具有優(yōu)勢。而另一方面，當技術成熟度，產業(yè)標準化，廠商選擇以及成本是重要因素，則PCIe閃存卡擁有優(yōu)勢。

河南億恩科技股份有限公司(www.23lll.com)始創(chuàng)于2000年，專注服務器托管租用，是國家工信部認定的綜合電信服務運營商。億恩為近五十萬的用戶提供服務器托管、服務器租用、機柜租用、云服務器、網(wǎng)站建設、網(wǎng)站托管等網(wǎng)絡基礎服務，另有網(wǎng)總管、名片俠網(wǎng)絡推廣服務，使得客戶不斷的獲得更大的收益。
服務器/云主機 24小時售后服務電話：0371-60135900
虛擬主機/智能建站 24小時售后服務電話：0371-55621053
網(wǎng)絡版權侵權舉報電話：0371-60135995
服務熱線：0371-60135900