NVMe SSD為數字化轉型注入「新動能」

由數據價值驅動的數字經濟正成為推動社會前進的主要模式，由各種創新技術驅動的數字化轉型成為了全球變革的核心。在此過程中，數據成為一種新的生產資料，並由此推動了企業存儲的技術演進，也讓新技術推動著存儲行業的變革。

同時海量數據的激增，以及非結構化數據等數據類型的豐富，都對數據中心存儲提出了新的需求。因此，SSD和NVMe高速互連協議逐漸成為數據中心存儲的主要發展方向。

尤其為了應對新冠疫情帶來的影響，以及新的數字化挑戰，超大規模雲和企業級數據中心，尤其是金融行業用戶，在持續應對數據迅猛增速的同時，加快了對NVMe和NVMe-oF解決方案採納和升級。

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NVMe SSD 高增長背後是數字化的澎湃動力

行業數字化轉型的開啟，讓數據中心的性能得到飛速發展，伺服器從單核到多核，從x86到GPU異構計算，處理能力提升百倍以上，也因此驅動了數據中心存儲的快速創新。

存儲介質從HDD全面轉向SSD，性能同樣做到了百倍提升。但在計算和存儲捅破性能天花板後，網路協議反而成為了數據中心的新性能瓶頸，這就是NVMe之所以誕生的意義。

早在2010年，NVMe作為一種硬碟介面協議而出現，它的目標就是充分發揮SSD介質顆粒的性能，釋放存儲系統的潛力。之後NVMe SSD逐漸被對性能有極高要求的雲服務商廣泛採用。

NVMe包含一系列關於軟體如何與存儲通信的規範。它適用於多種數據傳輸方法，其中包括PCI Express、RDMA和TCP。支持NVMe標準的存儲陣列性能更高，其超高速存儲介質比任何其他方法更直接、更高效。

很明顯，SSD的發展，也有賴於兼具速度、效率、容量和經濟高效的可擴展性的NVMe，而NVMe-oF解決方案將會助力行業提升到一個新的水平。尤其許多高性能應用需求，和關鍵業務應用需求都在推動各地的數據中心進一步部署NVMe。

如今，NVMe SSD已經超過SATA和SAS SSD在數據中心固態硬碟的佔比，成為了數據中心存儲最主要的類別。

驅動NVMe SSD主流化的原因有很多，但歸根到底還是因為行業用戶面對數據激增的挑戰時，對性能、穩定性和響應速度都有更高的要求，同時SSD的迅速崛起也需要更好地網路互連技術來匹配算力同頻度的提升。

換言之，NVMe SSD的快速增長背後，就是數字化轉型的澎湃動力。

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金融數字化為什麼鍾情於NVMe？

金融行業一直是數字化轉型的排頭兵。

隨著《「十四五」數字經濟發展規劃》、央行《金融科技發展規劃(2022-2025年)》、銀保監會《關於銀行業保險業數字化轉型的指導意見》等一系列政策的推動下，銀行業的數字化轉型逐漸進入「加速跑」的新階段。

數字化轉型基礎設施底座越穩，創新的效率就越高，而從數據基礎設施入手無疑是夯實基礎的關鍵。隨著NVMe技術與生態的成熟，端到端的NVMe解決方案已經成為數字化轉型應用創新的首選。

我們知道，對銀行數據中心而言，存儲建設事關重大，一旦建設完成，需要保證至少 5 年內上層應用不出現存儲層的性能瓶頸，隨著快閃記憶體技術的快速發展，目前全快閃記憶體存儲已經成為各家主流存儲廠商的標準配置，同時結合控制器和硬碟框的NVMe技術應用，IOPS已經從傳統機械硬碟存儲的幾萬、十幾萬，上升到幾百萬級別，性能得到極大提升。

因此在當今的形勢之下，銀行客戶採購新存儲時，全快閃記憶體儲已成為首選，配備NVMe SSD的全快閃記憶體儲是最佳選擇。

以華夏銀行為例，其通過端到端NVMe驗證環境搭建，提升自身業務持續發展的可控性。並在部分新上業務上使用端到端NVMe方案承載生產業務，滿足數字化轉型業務需要。據悉，通過端到端NVMe方案的測試實施，華夏銀行為接下來推動包括操作系統、資料庫、上層應用軟體等整體生態的完善奠定了基礎，為選擇部分業務系統進行NVMe over Fabric+方案改造積累了經驗。

再有中國銀行，在通盤梳理了IT基礎設施架構後，識別出金融生產系統中基於FC（Fiber Chanel光纖通道協議）封閉技術的傳統數據存儲到了變革窗口期，在銀行業內堅定開啟了新一代存儲網路的創新建設。其中就在存儲介質和存儲協議兩方面進行技術創新。依靠存儲介質的百倍性能提升，驅動了存儲協議從傳統串列SCSI協議發展到高速並行的NVMe協議。進一步保證了全快閃記憶體NVMe協議的高吞吐、低時延的特性，在遠程直接存儲讀取（RDMA）場景下，新一代存儲網路需要滿足零丟包、低時延和高吞吐的要求。

我們知道，Bank 4.0時代的核心已經不僅僅是科技進步或產品迭代，更是一種思維模式的轉變，要從決策層自上而下進行全面的數字化轉型，金融行業甚至可以要將自己視為由金融體系製造的科技公司。這就需要底層數據基礎設施兼具穩定和敏捷的兩種特新，這也是NVMe SSD方案成為金融業首選的關鍵。

客觀地說，金融行業的數字化經驗，可以很好的為其他行業提供指導的方向，NVMe SSD也將會成為千行百業的數字化轉型的「數字底座」。

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打破NVMe的創新瓶頸

對企業而言，存儲的挑戰，本質就是數據的挑戰。

新冠疫情促使「在線」模式地得到高速發展，使得新應用層出不窮，不斷產生新的數據形態，文本、圖片、音頻和視頻等非結構化數據的大量衍生，增加了數據處理的難度，同時數據形態的變化，又進一步推動了存儲的形態的變革。

所以，全快閃記憶體的崛起，不僅僅是IT追求效率的慣性使然，更是業務的驅動。比如在電商購物節期間，資料庫處理峰值通常可高達數千萬次/秒，峰值每秒處理的交易量比平時一天的處理量還多，底層IT基礎架構面臨的壓力極大。再比如「在線」的業務比重逐漸超過日常業務比重，也導致了數據中心存儲的壓力倍增。

這種壓力會反饋給核心交易系統，頻繁的業務浪涌會導致IT系統並發訪問量增大，嚴重影響客戶的體驗。隱私，NVMe SSD作為更可靠，更快，也更省空間的選項，是行業數字化轉型最有效率的路徑。

但NVMe並非是萬能的，它也有自己要打破的瓶頸。比如在高性能的同時，如何保證高安全性？如何讓NVMe SSD支持熱插拔來保證易用性的體驗更好？如何在存儲更多數據的同時，讓空間佔用和能耗降低？等等。

在業界，華為首個實現了全系列端到端的NVMe產品，自研ASIC介面模塊、自研ASIC SSD盤/框設計，從協議解析、IO轉發、業務優先、硬體加速等方面對NVMe進行全面支持，為數據傳輸提供高速通道。

與此同時，華為OceanStor Dorado通過優化設計，NVMe協議相比SCSI協議可以減少40%的主機網路協議棧開銷，節約主機CPU消耗，同等性能情況下支持更多的主機應用；此外，CPU和SSD盤直接通信，縮短傳輸路徑，協議的並發數提升到64K，協議交互次數從4次減少為2次，讀寫請求處理效率提升1倍以上。華為實驗室環境測試數據來看，在8K IO、100% 讀場景下，OceanStor Dorado 端到端時延能從562us降低到50us，時延縮短了 10 倍。

值得一提的是，由於華為不光在高端能夠做到端到端NVMe，在中低端也可以，所以說是支持端到端全系列NVMe。這對於千行百業的客戶來說，都是一個好消息。做到既快又穩的邁向數字化，NVMe SSD值得任何企業擁有。