M.2 SSD正在走向服务器

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M.2 SSD正在走向服务器

liujae 2017-08-04 16:52:00 浏览1108
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目前已经作为连接SD卡和SATA SSD的桥梁部署在超级本和平板电脑中了。随着其在容量(计划超过10TB)和速度(接近SATA)上的不断提升,M.2 SSD已经准备好在服务器层面大展拳脚了。

考虑到SSD的构成因素并不受到介质尺寸、马达高度或者硬盘盒等因素的影响,所以SSD在发展过程中要面对的障碍和传统HDD相比完全不同。正是由于这些因素带动了业界对于M.2 SSD的研发,它的构成仅仅需要一块小型板卡和一个微型边缘连接器。M.2在更名之前叫做NGFF(Next Generation Form Factor),这在某种程度上已经说明了一切。

M.2取代了之前的mSATA,毕竟后者的“体型”过于庞大了。M.2对于平板或者小型电脑的适应性更好,而且它也是从底层一步一步发展到支持双面配置(double-sided,D2)的。这也使得M.2和它的上一代相比在组装上更有优势,毕竟mSATA只支持单面配置(single-sided)。

M.2 SSD的特性使得它在长度和宽度上有很多选择。目前来讲,业界更偏向于宽度20mm,长度30mm到110mm之间的这样一种组合。实际使用中,M.2的边缘连接器插在平行于主板的连接器上,而在连接器的另一端则通过一颗螺丝对整个板卡进行固定。整体构造非常简单,成本也很低。

在带宽方面,M.2连接器支持4通道的PCI Express(PCIe)3.0配置,单SATA和USB 3.0的连接。对于PCIe 4.0的支持则是在总线上实现的。这也是为了使得裸带宽可以与最快的SSD保持一致。M.2 NVM Express(NVMe)硬盘估计很快就会出现在市场上,毕竟其在2016 Flash Memory Summit上得到了广泛的支持。综上这些都弥补了M.2只支持SATA的不足。

M.2 SSD在尺寸方面比2.5或者3.5英寸的SSD都要小,而这种差异体现在了总容量上。M.2目前支持的最大容量为1TB,而这次Flash Memory Summit宣称2.5英寸SSD的容量将会在2017年达到100TB,届时M.2 SSD的容量也将会超过10TB。如此高容量的硬盘在尺寸上仅仅相当于一片口香糖的大小。

在三年前,客户甚至会花费上千美元去购买全尺寸的PCIe闪盘,然而就在我写这篇文章的时候,Intel的1TB M.2 NVMe硬盘的价格才仅为359美元。价格方面并不比960GB SATA SSD(250美元)高太多,但速度方面的优势就不言而喻了。

为了准确地预测M.2未来的发展方向,这里有必要把主机方面的情况引入进来。配有M.2 PCIe插槽的主板已经上市,但也根据支持硬盘的不同分成了两种类型:支持SATA硬盘的双通道和支持NVMe连接的4通道。引领这次主板技术变革的根本原因是芯片组的可用性,由Intel首先开始,American Micro Devices(AMD)紧随其后。作为备选方案,标准PCIe插槽可以通过适配器板卡转换成M.2插槽,再将硬盘挂载其上。

成本和容量

1TB硬盘在价格(容量更小的硬盘的价格可以达到69美元)和性能(100K至150K IOPS)上的优势足以干掉任何企业级10K rpm的HDD,尤其是这一年内3D NAND技术的引入,使得SSD在容量和价格方面又得到了一次飞跃。

制造PCIe或者SATA硬盘的成本几乎可以不计。我们不妨看看将来的发展情况,PCIe与商业SATA SSD的价格缺口将会慢慢缩小,这不禁会引出关于产品分类的讨论。尽管如此,二者之间在价格上的竞争还是会在明年出现。而随着10TB+的M.2 SSD NVMe硬盘的出现,服务器领域的这块蛋糕可能要重新划分了。

这就进而引出了尺寸相关的讨论。相比于现在的2U配置,将12块M.2硬盘放到服务器中仅仅需要1U。机柜内部的服务器密度可以增加一倍。尽管我们在可移动性方面会有些损失,但想想我们现在对于硬盘托盘近乎疯狂的需求,也就不是什么问题了。

“且慢!”就跟电视导购员经常说的一样。总有些人会有突发奇想,即把硬盘挂在服务器边缘,这样一来12块硬盘只需60毫米的宽度就够了。目前的服务器留出的宽度仅为30毫米,甚至更小,或许对于HPE Moonshot那种高密度微型服务器来说可以挂更多的高速硬盘。

小型M.2 SSD看上去会与新型服务器的设计相得益彰,甚至会为成为经典。但是,对于所有服务器来讲,M.2 SSD还提供了对于PCIe的支持,其中包括LAN连接。随着服务器设计的不断发展,100GbE RDMA端口和NVMe硬盘的混搭将不再是一个问题,那么将更高容量(利用M.2 SSD)以及更高带宽结合在一起的超融合架构或许会在2018年让我们大吃一惊。

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