应用NVMe固态硬盘(SSD)调换基于SATA协定的SSD或HDD可以将I/O等待时光削减50%，大年夜而使数据库工作负载可以或许在单个办事器上运行，并且只须要一个软件许可证。单个核心数据库应用法度榜样可能花费数万美元，而很多软件许可证可能占总体拥佣旧本(TCO)和总运营成本(TOC)的60%以上。然而，NVMe供给了交互式贸易智能(BI)工作负载所需的带宽和机能，以及支撑诸如联机事务处理(OLTP)等事务性工作负载的最高IOPS。
SATA协定的┞封些限制使PCI Express(PCIe)成为存储介质将来的逻辑接口，同时也基于为SATA/SAS标准设计的传统SCSI软件栈。PCIe插槽直接连接到CPU(供给类似内存的拜访)，并在一个较小的软件客栈运行(拜见图1)，PCIe接口可以削减数据传输延迟，同时增长传统SATA/SAS的带宽。固然PCIe接口是朝着精确偏向迈出的一步，但每个SSD硬盘都须要本身的专有驱动法度榜样，因为缺乏标准化，这增长了复杂性和不兼容性，是以为SSD厂张开展了更多的开辟工作。是以，NVMe协定应运而生。
(2)内存数据库的工作负载
Apache Spark和其他内存数据库(IMDB)应用法度榜样(依附主内存进行数据存储)经由过程持久存储的存储组件更改和扫描数据集，这些数据集的范围平日大年夜于组合的集群存储器。在这种情况下，每个NVMeSSD供给的较高带宽足以以CPU速度供给DRAM内存重载和相干数据扫描。
在采取SATA协定的情况下，须要RAID0设备中的多个驱动器，在平均故障距离时光(MTBF)和重建时光之间创造挑衅。在8个磁盘RAID0体系中的单一故障意味着节点老是掉效，必须从新加载;然而，从新加载节点会将受影响的体系置于“降级模式”中，或者更糟的是在完全重建节点时，可能让它们停止运行。
(3)物联网工作负载
NVMe也异常合适整合各类数据源，特别是大年夜较新的工业物联网(IoT)工作负载产生的数据源。例如，一个工厂可以将数千个传感器以每秒数千次将数据传输到NoSQL数据库(如Mongo DB或Cassandra)，每秒数百kB。NVMe的高等带宽对于将这些资本集成到数据库中是至关重要的，同时供给足够的带宽和IOPS来履行分析。
物联网设备(例如自立驾驶汽车，无人机，工厂/农场机械和设备，以及监控摄像机)也收集大年夜量的数据。根据调研机构Gartner公司的研究，到2020年，每辆车辆的连接和自立汽车数据流量可能达到280PB，即每年2.8亿GB。有效处理这些数据的独一办法是经由过程车袈湄闪存存储和具有NVMe设备的路边网关。然则，即使应用这种基本举措措施，大年夜量自立驾驶的“车队”也须要将处理后的数据推送到云端进行存储和分析，大年夜而创建了一个数据海啸，是以须要经由过程精简的NVMe客栈实现带宽，IOPS和低延迟。
(4)机械进修的工作负载
机械进修可以有效地应用基于NVMe的设备，特别是即将支撑直接内存拜访(DMA)扩大，使某些硬件子体系可以或许自力于CPU拜访主体系内存。这种拜访使得CPU不仅可以更快地攫取数据，并且可以或许更快地履行更高优先级的义务，例如馈送图形处理单位(GPU)阵列。SATA接口具有较低的GPU应用率，因为数据大年夜多个SATA驱动器传送到DRAM内存，然后应用主机CPU进入GPU。这个过程会导致机能上的差距，特别是当GPU阵列数据不足时。
最后的思虑
正如人们以前所体验的计算和存储架构的阑珊和流动一样，人们正在经历数据中间的另一波改变。然而，与以前的协定不合，NVMe作为集中化和分散化之间的桥梁，供给了以前弗成见的灵活性和选择。是以，人们须要随时存眷NVMe精晓过计算的将来进行导航，大年夜而实现强大年夜而多功能的体系，并将其作为数据中间变革代劳人的应有的地位。
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本文标题：NVMe：未来数据中心存储变革的代理
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