2022年，最火爆的是PCle Gen5。從2020年至2024年英特爾和AMD兩家公司x86處理器的發(fā)展方向可以看到，過(guò)去兩年里，他們已經(jīng)完成了PCle Gen4服務(wù)器處理器的量產(chǎn)。隨著2022年的到來(lái)，這兩家領(lǐng)導(dǎo)廠(chǎng)商正在將服務(wù)器平臺(tái)由PCle Gen4切到PCle Gen5，導(dǎo)致PCle Gen5成為熱門(mén)的話(huà)題。

PCle SSD發(fā)展趨勢(shì)的演進(jìn)

有消息稱(chēng)，英特爾 PCle Gen5平臺(tái)有可能會(huì)延遲到2023年的第一季度甚至第二季度；各大廠(chǎng)家都積極在PCle Gen5 eSSD上加大投入研發(fā)，加速產(chǎn)品化進(jìn)程。

在陳祥看來(lái)，PCle Gen5 企業(yè)級(jí)SSD也面臨著很大的挑戰(zhàn)。

首先是PCle Gen5的性能問(wèn)題。PCle Gen3/4/5的升級(jí)帶來(lái)傳輸速率的遞進(jìn)翻番，對(duì)鏈路損耗和信號(hào)質(zhì)量完整性要求越來(lái)越高，特別是在典型的U.2的產(chǎn)品性能方面，因?yàn)樾枰黾舆B接器，其鏈路上的損耗挑戰(zhàn)更大。雖然GPU SSD在繼續(xù)向第五代或是PCle 5.0演進(jìn)，但由于內(nèi)存占到了服務(wù)器很大一部分的成本支出，因此，DDR 5成本的變化趨勢(shì)影響到整個(gè)平臺(tái)演進(jìn)的速度。

其次，PCle Gen5面臨服務(wù)器背板的挑戰(zhàn)，因?yàn)镻Cle Gen5需要更低損耗的連接器，背板的成本包括PCB的板材等依然存在價(jià)格上的挑戰(zhàn)。

在功耗方面，由于整體散熱問(wèn)題的影響，再加上某些應(yīng)用場(chǎng)景的限制，導(dǎo)致PCle Gen5的寫(xiě)性能有可能達(dá)不到讀那樣翻番的效果。

eSSD市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求，也催生了各家主流NAND供應(yīng)商技術(shù)迭代升級(jí)的速度，給在該賽道上的玩家們帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。只不過(guò)，各家產(chǎn)品推出計(jì)劃的不同，可能會(huì)出現(xiàn)一些適配上的差異。

從未來(lái)PCle SSD容量的變化和Form Factor容量的變化可以看到，eSSD整體趨勢(shì)是更大的容量，如Gen3的 2TB、Gen4黃金容量點(diǎn)4TB，到Gen5可能會(huì)是8TB甚至是16TB。

隨著新的Form Factor的推出，未來(lái)像EDSF的1.1S和1.3S這類(lèi)Form Factor的比例會(huì)持續(xù)上升。陳祥從中國(guó)市場(chǎng)服務(wù)器上的一些合作伙伴處了解到，市場(chǎng)會(huì)更傾向于繼續(xù)延用U.2這樣的2.5寸盤(pán)的Form Factor。

作為國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際上較早的在PCle 5.0上做開(kāi)發(fā)的公司，大普微DapuStor很早就介入了PCle 5.0 eSSD的研發(fā)工作，預(yù)計(jì)下半年將推出部分客戶(hù)樣品，向合作伙伴送樣基于“Haishen5”系列的產(chǎn)品。

大普微DapuStor Haishen5產(chǎn)品及細(xì)節(jié)

DapuStor Haishen5采用專(zhuān)業(yè)級(jí)SSD主控芯片和行業(yè)96/112層3D eTLC NAND，SSD產(chǎn)品單盤(pán)容量高達(dá)8TB。在數(shù)字化變革及信息爆炸的時(shí)代，我們?yōu)槠髽I(yè)客戶(hù)及數(shù)據(jù)中心客戶(hù)提供更高性能、更低能耗、更簡(jiǎn)易運(yùn)維的完整解決方案，同時(shí)提供Open Channel、KV、Zoned Namespace等專(zhuān)業(yè)定制產(chǎn)品。

DapuStor Haishen5物理容量從2TB至16TB，F(xiàn)orm Factor包含了E3.S和E1.S和U.2。在接口方面，它是PCle 5.0接口，支持最新的NVMe2.0協(xié)議以及OCP 2.0的協(xié)議；這一代產(chǎn)品是支持雙端口。

在基本性能方面，DapuStor Haishen5的順序讀寫(xiě)帶寬可以到14G-8G寫(xiě)帶寬，隨機(jī)讀4K，純隨機(jī)情況下可以做到250萬(wàn)IOPS。在穩(wěn)態(tài)的4K的隨機(jī)寫(xiě)方面，在一些更大的OP的場(chǎng)景下面可以做到600K。在讀延時(shí)方面，它也帶來(lái)非常好的表現(xiàn)，適配最新的NAND顆?？梢宰龅降陀?0微秒，4K延時(shí)可以低于9微秒。

在更高級(jí)的功能方面， PCle Gen5的DapuStor Haishen5 SSD支持目前非?；馃岬腪NS技術(shù),包括SRIOV，以及在安全加密這塊會(huì)帶來(lái)TCG OPAL的功能。

關(guān)于ZNS和SRLOV方面，在后面的章節(jié)里會(huì)展開(kāi)去講一下新的特性給產(chǎn)品能帶來(lái)什么。Haishen5是大普微DapuStor今年將要主推的產(chǎn)品。陳祥歡迎業(yè)界伙伴一起去討論P(yáng)Cle Gen5的功能以及特性，盡早在展開(kāi)產(chǎn)品適配和生態(tài)建設(shè)。

當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵特性

談到企業(yè)級(jí)SSD，很多人關(guān)心的是傳統(tǒng)存儲(chǔ)的一些關(guān)鍵特性。而數(shù)據(jù)中心可能更關(guān)注通過(guò)自己構(gòu)建的這些分布式或者是池化的技術(shù)，以及對(duì)技術(shù)和性能極致的追求，它也會(huì)有自己不同的特性。

首先，關(guān)于Smart IO技術(shù)。在中國(guó)市場(chǎng)，客戶(hù)經(jīng)常會(huì)注意到大普微DapuStor的產(chǎn)品的隨機(jī)寫(xiě)特別是4K的隨機(jī)寫(xiě)非常高，這是因?yàn)槲⑿?，“雙十一”或者是“雙十二”這些突發(fā)的交易的存在，導(dǎo)致很多應(yīng)用場(chǎng)景里隨機(jī)和突發(fā)的業(yè)務(wù)非常多。

4K隨機(jī)寫(xiě)的要求意味著很多場(chǎng)景下會(huì)變成一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)。

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)級(jí)SSD， 穩(wěn)態(tài)下4K隨機(jī)寫(xiě)的平均性能在250K左右。使用了DapuStor Smart IO技術(shù)之后，可以看到性能可以達(dá)到274K。整體上，通過(guò)Smart IO技術(shù)，4K隨機(jī)寫(xiě)能提升10%左右的效果。

得益于大普微DapuStor的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)甚至一些內(nèi)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法能夠預(yù)測(cè)到客戶(hù)的IO模型。同時(shí)，可以更精確的調(diào)度整個(gè)SSD內(nèi)部IO的可擴(kuò)展性的平衡，前臺(tái)的主機(jī)寫(xiě)業(yè)務(wù)和后臺(tái)的即寫(xiě)即讀，然后把更多的算力和時(shí)間片分給前臺(tái)后臺(tái)的IO，整體提升在穩(wěn)態(tài)下4K的IOPS。

除了IOPS之外，這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)還能夠給產(chǎn)品帶來(lái)更好的QoS。在不同的穩(wěn)態(tài)面4K不同的QD下可達(dá)99.99%，這是在沒(méi)有開(kāi)啟功能時(shí)的數(shù)據(jù)，最大的寫(xiě)入時(shí)間可能是在1000微秒左右，通過(guò)Smart IO優(yōu)化之后，已經(jīng)降到600微秒，QoS也有大幅的提升。

兩個(gè)數(shù)據(jù)表明，大普微DapuStor的Smart IO技術(shù)能夠給一些隨機(jī)寫(xiě)業(yè)務(wù)要求非常高的場(chǎng)景，既能帶來(lái)更高的IOPS，同時(shí)也能夠帶來(lái)更好的QoS，把長(zhǎng)尾的負(fù)面影響降到最低。

關(guān)于SRIOV特性，在很多公有云的場(chǎng)景下，人們租用的虛擬機(jī)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)不斷的演進(jìn)，比如國(guó)外的亞馬遜，國(guó)內(nèi)幾個(gè)領(lǐng)先的云廠(chǎng)商都有不同層面的虛擬化的方案和演進(jìn)目標(biāo)。

大普微DapuStor提供的SSD支持SRIOV的硬件功能，TCO方面可以省掉SRIOV的轉(zhuǎn)接卡。通過(guò)SRIOV的 功能，可以把小的虛擬盤(pán)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)或者套餐容量大小來(lái)提供不同等級(jí)的服務(wù)。隨著SSD單盤(pán)的容量越來(lái)越高的，而很多云場(chǎng)景下租戶(hù)的容量點(diǎn)并沒(méi)有發(fā)展那么快，這樣就需要有更小容量點(diǎn)虛擬盤(pán)的訴求。大普微DapuStor SRIOV的產(chǎn)品特性就很好的適應(yīng)了這樣的場(chǎng)景。

從測(cè)試數(shù)據(jù)可以看到，把單盤(pán)如果暴露給32 VF主機(jī)，在順序讀、順序?qū)懮踔粱旌献x寫(xiě)，包括一些4K IOPS以及4K混合的小IO壓力場(chǎng)景下，每個(gè)VF的性能是非常均衡的，可以無(wú)差別地服務(wù)于每個(gè)不同的虛擬機(jī)。

在企業(yè)級(jí)市場(chǎng)，數(shù)據(jù)中心的很多SSD用于緩存，另一些SSD可能在做主存。關(guān)于存儲(chǔ)方面，雙端口發(fā)展是一個(gè)非?？斓内厔?shì)來(lái)替代傳統(tǒng)的SAS SSD。大普微DapuStor PCle Gen4 SSD支持雙端口。其關(guān)鍵特性是，NVMe的雙端口未來(lái)會(huì)越來(lái)越多的占據(jù)傳統(tǒng)的全閃或者混散SSD市場(chǎng)，預(yù)計(jì)在2024年市場(chǎng)占比可能會(huì)達(dá)到60%，相對(duì)于傳統(tǒng)SAS SSD而言，PCle NVMe生態(tài)更良好，吸引更多人參與，會(huì)給最終客戶(hù)帶來(lái)更好的用戶(hù)體驗(yàn)和性能以及穩(wěn)定性。

Fast SSD Xlenstor企業(yè)級(jí)SCM

Xlenstor系列是大普微DapuStor在傳統(tǒng)SCM SSD領(lǐng)域的閃存產(chǎn)品。

陳祥認(rèn)為，在SCM方面，DRAM和NAND是存在GAP的，NAND延時(shí)為100微秒，DRAM延時(shí)為10-50納秒。那么，中間會(huì)不會(huì)有一個(gè)層的存在呢？大普微DapuStor認(rèn)為，NAND和DRAM之間因?yàn)閿?shù)量級(jí)的差異，有些場(chǎng)景可能會(huì)需要中間一層過(guò)渡，所以大普微DapuStor在很早就開(kāi)始布局這樣的產(chǎn)品，跟合作伙伴一起推出了Xlenstor SCM企業(yè)級(jí)系列閃存產(chǎn)品。

從2020年開(kāi)始，第一代推出了Haishen 3 XL系列，改產(chǎn)品對(duì)標(biāo)的是當(dāng)時(shí)英特爾的P4800。2021-2022年，大普微Dapustor基于自研的控制器推出了Xlenstor Gen2，這個(gè)PCIe Gen4的SSD對(duì)標(biāo)英特爾的PCI Gen4傲騰SSD P5800X。

在SSD的性能方面，DapuStor Xlenstor Gen1與英特爾上一代產(chǎn)品4800相比隨機(jī)寫(xiě)存在一些劣勢(shì)，但DapuStor Xlenstor Gen2的隨機(jī)性能根據(jù)不同的OP和版本、客戶(hù)的配制可以做到高達(dá)1200K，相比英特爾5800的1150K已經(jīng)非常接近。同時(shí)，通過(guò)控制器和固件的優(yōu)化，隨機(jī)讀延時(shí)進(jìn)一步降低到18微秒。這雖然和傲騰顆粒還存在差距，但相比三星的1735 SSD已經(jīng)具備一定的性能優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榇笃瘴apuStor在內(nèi)部以DRAM做寫(xiě)緩存，寫(xiě)延時(shí)非常低。

大普微DapuStor是目前業(yè)界SLC based SCM最快的產(chǎn)品供應(yīng)商。

放眼未來(lái)，大普微DapuStor還將隨著合作伙伴顆粒進(jìn)一步的迭代，在2023年推出Xlenstor Gen3產(chǎn)品，這一代產(chǎn)品會(huì)是PCle 5.0，顆粒的讀性能和壽命會(huì)進(jìn)一步提升。

攜手合作共渡難關(guān)  共迎未來(lái)

大普微電子科技有限公司（DapuStor）成立于2016年，是國(guó)內(nèi)先進(jìn)的SSD主控芯片設(shè)計(jì)和智能企業(yè)級(jí)SSD定制專(zhuān)家，具備從芯片設(shè)計(jì)到存儲(chǔ)產(chǎn)品量產(chǎn)交付的全棧能力。公司已累計(jì)獲得10多億元融資，旗下企業(yè)級(jí)智能固態(tài)硬盤(pán)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理器芯片及邊緣計(jì)算相關(guān)產(chǎn)品，已廣泛用于國(guó)內(nèi)外主流服務(wù)器、運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)。

在當(dāng)天演講的最后，陳祥歡迎大家就企業(yè)級(jí)SSD的應(yīng)用與技術(shù)展開(kāi)討論，碰撞出更多的火花，并希望大家站在2022年這個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)一起去面臨當(dāng)下嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，爭(zhēng)取在渡過(guò)今年可能出現(xiàn)的寒冬，迎接整個(gè)存儲(chǔ)行業(yè)更好的爆發(fā)和美好的未來(lái)。   

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