企业级SSD，性能之后，还有什么？

现在的企业级NVMe SSD的性能真是让人震撼，有些SSD的性能动辄上百万IOPS，延迟20μs~1ms（视队列深度），冬瓜哥这辈子恐怕都用不了这么高的性能。冬瓜哥感觉，这个性能应对99%的应用已经完全够用了。剩下的1%就是一些极其特殊的场景，比如广泛存在于大型互联网后端的一些系统，以及少数特殊行业。

依靠强大的主控芯片，后端动辄16/32通道，挂多片Flash，利用极高的并行性实现高吞吐量，同时，得益于强大主控芯片的处理能力，以及NVMe协议在Host端的精简I/O路径，使得I/O时延大幅降低，进一步提升了吞吐量。

大家可能认为固态盘的单盘功耗肯定低于机械盘，大错特错。目前市场上的14TB机械盘随机读写时功耗在8W左右。而企业级NVMe SSD在随机读写时峰值功耗可能要达到10~25W左右，25W这个数值已经接近了x8通道PCIE插槽的额定功耗值。估计多数人都没有摸过高性能U.2接口NVMe SSD在加电之后的壳温，可以摸一下，虽然赶不上CPU壳温，但是基本上烫人程度已经达到你不会忍受3秒钟时间。随着固态盘容量、性能越来越高，可能很多人都不曾想到的是，厂商可能届时不得不为了控制功耗而故意限制性能，这就比较尴尬了。

看来互联网后端是不是应该做个性能预期了，短期内不要再期望单块NVMe SSD的性能更高了，100万IOPS@1ms时延，基本上封顶，再高的话功耗就会是个很大问题了。

Memblaze已经重视到该问题，并在最近发布的PBlaze5 510/516和910/916系列中全面实现了深度节能降耗技术。

方案采用同样配置的超微服务器，每个服务器配9片NVMe SSD，使用fio做顺序写（128KB）的横向对比测试，测试过程中采集带宽及功耗信息，并算出两者比值作为能源效率的结果。

对于传统企业来讲，功耗可能也不是什么大问题，因为这些企业恐怕多数连NVMe盘都还没开始用，多用的SAS/SATA SSD，而且还不是满配，多固态和机械混合使用。再就是由于用量比较少，功耗并不是最重要的考量因素。相反，诸如高可靠性（HA）、稳定性，是传统企业更加注重的特性，因为传统企业并无法像互联网后端那样有大量的后端开发和维护者，可以用廉价方案撑起高并发低时延高可用架构。传统企业只能仰仗厂商的封闭系统为其提供同样级别的可靠性。

对于传统企业，相当比例的数据是存放在外置存储系统中的，包括传统的SAN存储以及新兴的开放平台分布式存储系统，以及全闪存存储系统。在这些存储系统中，单块SSD的性能其实已经起不到决定性作用，这些系统中对硬盘的管理，前端的缓存，I/O路径的优化，才是决定性作用，也就是说，你用性能高20%的SSD插到系统中，整体性能的提升可能远不到20%。而且这类系统更倾向于采用低成本、性能适中、稳定性强的产品，靠堆积多块SSD来统一管理，这也是外置存储系统存在的根本根基，如果一块盘就能满足所有需求，外置存储系统就可以退出舞台了。而传统SAN存储系统的一个特点就是双控/多控冗余。该模式需要两个甚至多个控制器共同访问同一块SSD，而这个需求只有SAS SSD（原生双端口）可以做到，当然，业界目前已经有NVMe SSD产品也可以做到双端口。

上图所示为Memblaze今年推出的Pblaze5系列NVMe SSD的双端口架构示意图。PBlaze5 SSD前端具有4个PICE通道，这也是企业级NVMe SSD标配，但是PBlaze5可以将这4个通道逻辑上分割为2个x2通道的PCIE端口，分别与一个host端连接。从而可以形成Active-Active、Active-Hot_Standby、Active_Cold_Standby等多种架构，不但可以满足传统SAN存储双控冗余的要求，也可以满足一些开放式模块化服务器资源池化架构下的特殊要求。

在单颗Core™ i7-8700KCPU、DDR4 2400 16G内存的环境下，PBlaze5 910 系列3.84TB U.2 NVMe SSD同时连接到两台机器，每台机器上发起4K随机读I/O请求，经实测，每台机器的IOPS达到40万左右，这样，一个PBlaze5 x4通道可以达到80万的IOPS。一旦某个链路出现问题，丝毫不影响另外的x2链路。

综上，企业级NVMe SSD，除了性能，冬瓜哥觉得，可靠性稳定性当然是第一位的，但是功耗、双端口这两个特性，恐怕是企业级NVMe SSD后续发展中必须考虑的特性了。