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，這兩家領(lǐng)導(dǎo)廠商正在將服務(wù)器平臺由PCle Gen4切到PCle Gen5，導(dǎo)致PCle Gen5成為熱門的話題。

PCle SSD發(fā)展趨勢的演進(jìn)

有消息稱，英特爾 PCle Gen5平臺有可能會延遲到2023年的第一季度甚至第二季度；各大廠家都積極在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，PCle Gen5 企業(yè)級SSD也面臨著很大的挑戰(zhàn)。

首先是PCle Gen5的性能問題。PCle Gen3/4/5的升級帶來傳輸速率的遞進(jìn)翻番，對鏈路損耗和信號質(zhì)量完整性要求越來越高，特別是在典型的U.2的產(chǎn)品性能方面，因為需要增加連接器，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成本的變化趨勢影響到整個平臺演進(jìn)的速度。

其次，PCle Gen5面臨服務(wù)器背板的挑戰(zhàn)，因為PCle 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格上的挑戰(zhàn)。

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

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

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

隨著新的Form Factor的推出，未來像EDSF的1.1S和1.3S這類Form Factor的比例會持續(xù)上升。陳祥從中國市場服務(wù)器上的一些合作伙伴處了解到，市場會更傾向于繼續(xù)延用U.2這樣的2.5寸盤的Form Factor。

作為國內(nèi)甚至國際上較早的在PCle 5.0上做開發(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)計下半年將推出部分客戶樣品，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采用專業(yè)級SSD主控芯片和行業(yè)96/112層3D eTLC NAND，SSD產(chǎn)品單盤容量高達(dá)8TB。在數(shù)字化變革及信息爆炸的時代，我們?yōu)槠髽I(yè)客戶及數(shù)據(jù)中心客戶提供更高性能、更低能耗、更簡易運維的完整解決方案，同時提供Open Channel、KV、Zoned Namespace等專業(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的順序讀寫帶寬可以到14G-8G寫帶寬，隨機(jī)讀4K，純隨機(jī)情況下可以做到250萬IOPS。在穩(wěn)態(tài)的4K的隨機(jī)寫方面，在一些更大的OP的場景下面可以做到600K。在讀延時方面，它也帶來非常好的表現(xiàn)，適配最新的NAND顆?？梢宰龅降陀?0微秒，4K延時可以低于9微秒。

在更高級的功能方面， PCle Gen5的DapuStor Haishen5 SSD支持目前非常火熱的ZNS技術(shù),包括SRIOV，以及在安全加密這塊會帶來TCG OPAL的功能。

關(guān)于ZNS和SRLOV方面，在后面的章節(jié)里會展開去講一下新的特性給產(chǎn)品能帶來什么。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PCle Gen5的功能以及特性，盡早在展開產(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SSD，很多人關(guān)心的是傳統(tǒng)存儲的一些關(guān)鍵特性。而數(shù)據(jù)中心可能更關(guān)注通過自己構(gòu)建的這些分布式或者是池化的技術(shù)，以及對技術(shù)和性能極致的追求，它也會有自己不同的特性。

首先，關(guān)于Smart IO技術(shù)。在中國市場，客戶經(jīng)常會注意到大普微DapuStor的產(chǎn)品的隨機(jī)寫特別是4K的隨機(jī)寫非常高，這是因為微信，“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)用場景里隨機(jī)和突發(fā)的業(yè)務(wù)非常多。

4K隨機(jī)寫的要求意味著很多場景下會變成一個非常關(guān)鍵的指標(biāo)。

一個標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)級SSD， 穩(wěn)態(tài)下4K隨機(jī)寫的平均性能在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Smart IO技術(shù)，4K隨機(jī)寫能提升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)測到客戶的IO模型。同時，可以更精確的調(diào)度整個SSD內(nèi)部IO的可擴(kuò)展性的平衡，前臺的主機(jī)寫業(yè)務(wù)和后臺的即寫即讀，然后把更多的算力和時間片分給前臺后臺的IO，整體提升在穩(wěn)態(tài)下4K的IOPS。

除了IOPS之外，這項技術(shù)其實還能夠給產(chǎn)品帶來更好的QoS。在不同的穩(wěn)態(tài)面4K不同的QD下可達(dá)99.99%，這是在沒有開啟功能時的數(shù)據(jù)，最大的寫入時間可能是在1000微秒左右，通過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)寫業(yè)務(wù)要求非常高的場景，既能帶來更高的IOPS，同時也能夠帶來更好的QoS，把長尾的負(fù)面影響降到最低。

關(guān)于SRIOV特性，在很多公有云的場景下，人們租用的虛擬機(jī)，通過互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)不斷的演進(jìn)，比如國外的亞馬遜，國內(nèi)幾個領(lǐng)先的云廠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SRIOV的 功能，可以把小的虛擬盤根據(jù)不同的業(yè)務(wù)或者套餐容量大小來提供不同等級的服務(wù)。隨著SSD單盤的容量越來越高的，而很多云場景下租戶的容量點并沒有發(fā)展那么快，這樣就需要有更小容量點虛擬盤的訴求。大普微DapuStor SRIOV的產(chǎn)品特性就很好的適應(yīng)了這樣的場景。

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

在企業(yè)級市場，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)于存儲方面，雙端口發(fā)展是一個非?？斓内厔輥硖娲鷤鹘y(tǒng)的SAS SSD。大普微DapuStor PCle Gen4 SSD支持雙端口。其關(guān)鍵特性是，NVMe的雙端口未來會越來越多的占據(jù)傳統(tǒng)的全閃或者混散SSD市場，預(yù)計在2024年市場占比可能會達(dá)到60%，相對于傳統(tǒng)SAS SSD而言，PCle NVMe生態(tài)更良好，吸引更多人參與，會給最終客戶帶來更好的用戶體驗和性能以及穩(wěn)定性。

Fast SSD Xlenstor企業(yè)級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延時為100微秒，DRAM延時為10-50納秒。那么，中間會不會有一個層的存在呢？大普微DapuStor認(rèn)為，NAND和DRAM之間因為數(shù)量級的差異，有些場景可能會需要中間一層過渡，所以大普微DapuStor在很早就開始布局這樣的產(chǎn)品，跟合作伙伴一起推出了Xlenstor SCM企業(yè)級系列閃存產(chǎn)品。

從2020年開始，第一代推出了Haishen 3 XL系列，改產(chǎn)品對標(biāo)的是當(dāng)時英特爾的P4800。2021-2022年，大普微Dapustor基于自研的控制器推出了Xlenstor Gen2，這個PCIe Gen4的SSD對標(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)寫存在一些劣勢，但DapuStor Xlenstor Gen2的隨機(jī)性能根據(jù)不同的OP和版本、客戶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，通過控制器和固件的優(yōu)化，隨機(jī)讀延時進(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，因為大普微DapuStor在內(nèi)部以DRAM做寫緩存，寫延時非常低。

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，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)品會是PCle 5.0，顆粒的讀性能和壽命會進(jìn)一步提升。

攜手合作共渡難關(guān)  共迎未來

大普微電子科技有限公司（DapuStor）成立于2016年，是國內(nèi)先進(jìn)的SSD主控芯片設(shè)計和智能企業(yè)級SSD定制專家，具備從芯片設(shè)計到存儲產(chǎn)品量產(chǎn)交付的全棧能力。公司已累計獲得10多億元融資，旗下企業(yè)級智能固態(tài)硬盤、數(shù)據(jù)存儲處理器芯片及邊緣計算相關(guān)產(chǎn)品，已廣泛用于國內(nèi)外主流服務(wù)器、運營商、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心市場。

在當(dāng)天演講的最后，陳祥歡迎大家就企業(yè)級SSD的應(yīng)用與技術(shù)展開討論，碰撞出更多的火花，并希望大家站在2022年這個關(guān)鍵節(jié)點一起去面臨當(dāng)下嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，爭取在渡過今年可能出現(xiàn)的寒冬，迎接整個存儲行業(yè)更好的爆發(fā)和美好的未來。   

xiesc