NVMe SSD 介绍：提升伺服器性能和效率
介绍
在不断演变的数据存储环境中，NVMe（非易失性记忆体快取）SSD已成为一个改变游戏的因素，特别是在伺服器和数据中心。NVMe SSD提供了前所未有的速度、效率和多功能性，满足现代计算环境日益增长的需求。本技术博客将探讨NVMe SSD的各种形状因素及其在伺服器应用中的重要性。
理解 NVMe SSD
NVMe是一种高性能、可扩展的主控介面，专为PCIe（外部组件互连快取）SSD设计。与传统介面如SATA和SAS不同，NVMe利用PCIe匯流排以更快的速度传输数据到SSD和从SSD传输数据。以PCIe 4.0 x4为例，它理论上可以以高达8GB/s的速度传输数据，而SATA III的最大传输速率仅为600MB/s。这导致每秒输入/输出操作次数（IOPS）显着提高，并减少延迟，使NVMe SSD成为高需求伺服器环境的理想选择。
具备先进性能和效率的 NVMe SSD 拥有多种形状因素——M.2、U.2、U.3、E1.S、E1.L、E3.S 和 E3.L。它们每一种在进入市场时都提供了独特的好处。Forward Insights 描述了 2023 年至 2028 年 SSD 形状因素的趋势，如下所示。它显示 NVMe SSD 在 SSD 市场中佔据主要地位，而 NVMe SSD 的主要形状因素将是 M.2、U.2、E3 和 E1.S。让我们更仔细地看看这些 NVMe SSD 的主要形状因素。
伺服器应用中的主要 NVMe SSD 形状因素
比较表*: M.2, U.2, E1.S, 和 E3.S
*: 表格中的资讯基于 SNIA 的 SFF-TA-1006、SFF-TA-1008 规范以及 PCISIG 的 M.2 规范和 SFF-8639。
**: 表格中列出的 PCIe 介面由 SNIA 和 PCISIG 定义，而不常用的则加上括号。
– M.2
下一代形状因子于2013年更名为M.2，并已广泛应用于嵌入式系统和伺服器。M.2 NVMe SSD在PCIe Gen3下每条通道的性能为1GB/s，相较于SAS III的600MB/s限制具有更高的性能。此外，它在PCIe Gen4下每条通道还支持2GB/s以增强带宽。然而，由于其功率限制和热约束，它面临扩展问题。
– U.2
U.2，之前称为 SFF-8639，是一种 NVMe SSD 的形状因子，与传统的 SATA/SAS 硬碟相同，为 2.5 吋。U.2 NVMe SSD 利用 PCIe 总线，提供显着更高的数据传输速度和更低的延迟，相较于 SATA 和 SAS 接口。它提供双端口支持，为企业存储解决方案提供更大的弹性。这使得 U.2 成为各种存储应用的多功能且强大的选择。
– EDSFF (E1.S, E3.S)
企业和数据中心 SSD 形状因素，EDSFF，自 2018 年以来已成为一种革命性的标准，旨在满足市场需求，为企业和数据中心环境中的存储提供灵活且优化的方法。EDSFF 设计用来取代传统的形状因素，如 M.2 和 2.5 英寸，提供更高效和可扩展的存储解决方案。
E1.S NVMe SSD 相较于 M.2 具备更大的功率和更好的热管理解决方案，解决了 M.2 所面临的问题。此外，E1.S 储存具备热插拔功能，以最小化停机时间并便于进行更换或容量升级的维护。
关于2.5吋SSD的使用案例，正在考虑迁移到E3.S储存以获得更好的性能，因为E3.S储存相比U.2（40W对25W）具有更高的功率能力，以支持未来PCIe Gen5或PCIe Gen6的更高带宽。此外，E3系列为企业SSD提供双端口冗余，以在系统升级或故障转移事件期间提供最佳数据可用性。
摘要
NVMe SSDs 已经彻底改变了伺服器的储存环境，提供高速度、高效率和多功能性。了解各种形状因素及其特性使客户能够选择最适合其需求的最佳解决方案。无论是优化空间、性能还是容量，NVMe SSDs 都提供满足现代数据中心和企业环境不断增长需求的选择。
