说真的，NVMe磁盘要不要了解一下？

2020年OCP大会上，有嘉宾介绍了OCP存储项目的最新情况，提到了将NVMe作为固态、磁盘甚至磁带的通用块访问协议，来替代SATA和SAS接口。

脑洞不可谓不大，想法不可谓不新奇，刚看见这一说法，脑海里有一种汽车发动机装摩托车架子上的感觉，你俩不合适！不过仔细想想似乎也有些道理，看完下文，各位看官再做评论吧。

需要NVMe磁盘的理由

众所周知，数据从DRAM内存流转到硬盘，要先经过PCIe总线，然后再到SAS和SATA接口，从PCIe到SAS和SATA需要经过一个转化的过程。

SAS和SATA是非常常见的接口协议，其中，SAS通过SCSI指令集来访问磁盘和磁带，其功能包括错误恢复和块回收，而且，SAS是全双工模式的，可同时进行读和写。企业级特性非常丰富。

而SATA的成本比SAS要低，在消费级产品上非常常见，企业级的磁盘、磁带和SSD上，也都也非常常见，它是半双工模式的，也就是读和写操作不能在同一时间进行。

SATA和SAS是在2000年以来陆续发布的，出现的时间已经不短了，已经非常非常成熟稳定了。值得注意的是，SAS和SATA都是串行访问方式，而NVMe是并行访问方式，NVMe可以在SSD的NAND芯片之间以并行流的形式读写数据，而且，NVMe直接连接到主机系统的PCIe总线，所以，NVMe它肯定比SAS和SATA要快的多。

虽然SAS，SATA和NVMe都是块访问协议，都可以用在磁带，磁盘和SSD上，但是，由于磁盘和磁带都是串行访问设备，当使用NVMe来访问的时候，带宽有较大富余。

SAS扩展器可以把多个磁盘连接到SAS接口，而PCIe交换机也可以把多个硬盘连接到PCIe总线，理论上，NVMe其实能很好地替代前者。

好处是，如果统一用NVMe接口协议的话，确实会简化系统设计，效率有所提高，因为不需要对SAS和SATA进行协议转化，直接连的就是PCIe总线。

谁在推动NVMe磁盘

Jason Adrian是OCP存储项目的一位负责人，之前在微软Azure做存储硬件工程师的时候做过一个关于NVMe 磁盘的演讲，认为NVMe磁盘的时代来了。

在演讲中提到，SAS和SATA接口已经统治了存储世界长达20多年了，过去一直以来用的都还可以，但我们看到，SSD市场已经转向NVMe了，带宽又高，延迟又低，而且是轻量级的协议，NVMe磁盘蕴藏着未被察觉的机遇，所以，我们考虑把NVMe用到磁盘上。

无独有偶，希捷也看好NVMe磁盘，希捷CTO办公室的Matt Shumway和Mohamad El Batal也进行了一个叫做“块存储设备能否聚合到NVMe协议上”的演讲，也在谈NVMe磁盘。

演讲中提到，过去四十年来，我们看到了许革命性的块存储协议的起起落落，从IDE/ATA，到SCSI，再到PATA，然后是P-SCSI，SATA，USB，FCP，SAS，而现在又是NVMe，每个协议都曾面向特定场景做了优化。到现在，我们是否可以忽略背后的介质是什么，把所有一切都统一到NVMe作为块存储协议呢？

目前，业内有两场公开的演讲中提到了NVMe磁盘，都展示出了对于NVMe磁盘的满满期待。不过，演讲的PPT没有正式公布，网上流传着福布斯分析师从希捷那里拿到的一页PPT。

          

这张PPT的文字部分谈到了NVMe适合多读写臂磁盘，对于多读写臂磁盘的好处，希捷的多臂磁盘正在研发当中，已经有部分用户提交了测试结果，对于性能提升的效果还是明显的，希捷也有较强动力来推动NVMe协议在磁盘上的使用，毕竟，连多臂磁盘都能做出来，改个协议就更不是问题了吧。

能想象到的是，当NVMe把磁盘直接连到PCIe总线之后，磁盘能拉近与CPU、GPU、内存、SSD、网络交换机等这些部件的距离，数据流动会更顺畅。

另外还有一家厂商真的用NVMe来支持磁盘了，它就是Infinidat，Infinidat几年前曾经出现在中国市场上，但目前看来工作重点不在中国。在技术上Infinidat属于另辟蹊径的一家，Infinidat认为当数据量到达一定层次之后，闪存的成本太高了，所以，它的技术策略是用磁盘加上DRAM的组合方式，然后在中间放置一层薄薄的闪存层，据说性能表现不逊于全闪存存储。

Infinidat宣布存储阵列InfiniBox支持NVMe/TCP协议，因为它主要把数据存放在磁盘上，在一次更新中新增了NVMe对磁盘的支持，这应该是业内的首次真正落地。Infinidat CTO预计，到2025年，NVMe将成为拥有数PB级企业当中普遍使用的块访问方式。