由SCM 及DRAM 架构出的统一寻址空间,等同于扩大伺服器的缓存规模。尤其是在SCM 结合SSD 标准NVM Express(NVMe)后,能更进一步降低延迟。所以除了硬件进展之外,NVMe 的发展也备受瞩目。在2017 年英特尔所推出的NVMe SCM 产品获得相当大的成功。基于与晶片组及处理器直接点对点传输的PCIe 介面的NVMe,可说是现今要发挥SCM 概念的必然设计。

NVMe 形成生态

且NVMe 早已不仅仅是单纯的逻辑装置介面标准,更逐渐扩展成一套生态系统,细分出了NVMe-MI(NVMe Management Interface )以及NVMe-oF(NVMe over Fabrics)等协定。

SCM技术对存储产业存在影响吗

NVMe生态架构。(Source:NVM Express官网)

其中NVMe 作为主要标准,规范了Host 对储存装置的读写、存取以及资源管理等功能,而NVMe-MI 则能透过SMBus/I2C 及MCTP 等进行带外管理。NVMe-oF 则是一种基于NVMe 的网路协定,支援如FC(Fibre Channel)、RoCE(RDMA over Converged Ethernet)、iWARP(Internet Wide-area RDMA Protocol)与InfiniBand 等网路环境,展现出应用在更广泛系统的潜力。

使用NVMe-oF 架构,将能替分散式系统带来更低延迟,扩大记忆体内处理,且NVMe 不仅仅是逻辑上的协议接口,更是一种可扩充指令标准。这些技术特点受到机器学习(Machine Learning)工程师的青睐,以之建构出更高性能、更深入的神经网路。在机器学习的过程中,计算处理和储存之间需要反覆的交换大量数据,且对延迟的要求也非常高。

甚至可以说,机器学习应用是现在NVMe SCM 最能展现成本效益的方式。对AI 加速器的需求,带动了对新兴记忆体的研究。尤其在现今GPU 计算力发展遥遥领先之下,其他零组件的协调性成为新兴科技发展的短板。还有高速、低延迟等特性,也相当完美的符合诸如5G 通讯等技术需求,NVMe SCM 因此成为催生新兴科技的关键。

新兴科技共识

所以将NVMe SCM 纳入系统可以说已成为趋势,令许多厂商趋之若鹜。Dell EMC、IBM、Hitachi、HPE、Fujitsu 与华为等大厂近年来也都纷纷推出了相关的高阶企业储存解决方案。伺服器市场已被快速改变,由扩展规模转为追求低延迟,全快闪的产品出货已压过混合阵列。各家厂商甚至也借此推出了基于AI 的云端化管理系统,透过NVMe SCM 来有效减轻维运负担。

总而言之,NVMe SCM 不仅是单一硬件产品的进步,更影响了大数据、人工智能、5G、云端生态等技术,促进了业界对于传输规范共识的同时,对现今的资讯系统架构带来变革。当此技术越趋于成熟,就能更快的催化出新兴科技。虽然还有一段相当长的路要走,但或可如此譬喻,NVMe SCM 将会是记忆体的终局之战。