对于嵌入式、工业应用来说,NVM Express (NVMe)界面标准是否会显得大材小用呢?

根据Virtium营销副总裁Scott Phillips表示,在此之前,业界一直存在这样的共识。不过,随着英特尔(Intel)和美光(Micron)等大厂持续推动这一接口规格的进展,许多工业客户开始对NVMe感兴趣。Scott Phillips说,业界开始看到物联网(IoT)和传感器能产生大量攸关营运数据的潜在优势,但却不知从何处着手。

Scott Phillips表示,由于Virtium采用“先进后出”的商业模式,支持动态随机存取内存(DRAM)已有长达八年的时间,如今必须同时考虑其他新技术,例如对于物联网的市场需求以及NVMe的角色等。目前,关注NVMe的客户可能还不需要它所提供的性能,但随着这项接口标准成为主流,最终将在嵌入式工业应用中占有一席之地。

他表示,目前,对于NVMe SSD的关注重点大多集中于数据中心,着重的是效能以及实现每秒数百万读写次数(IOPs)的可能性。Scott Phillips说:“他们并不担心功耗问题,而只在乎可传输多少数据。”

工业嵌入式领域对于无风扇设计的要求是必须考虑功耗和散热。因此,数据中心目前采用节流的途径是可以理解的,但是,Scott Phillips指出,工业OEM并不想看到这样的变化,“他们想要的是更稳定的状态。”

然而,这样的情况开始发生改变了,因为控制器变得越来越小,不仅足以适应M.2的较小外形尺寸,NVMe驱动器的功耗也降低了。Scott Phillips说,理想的目标是低于4W功耗;但目前仍持续在5W左右,因此可以透过固件进行节流。

除了NVMe目前面对的难题之外,还有3D NAND的崛起,也引起了广泛关注。但是,对于工业嵌入式领域的大多数客户而言,平面NAND就足以满足其需求了,2D的15nm NAND已经持续使用一年多了。Scott Phillips表示,工业领域的客户追求的是可以轻松地搁下设备好几年都不必再费心的方案;在这方面,SATA接口标准至今仍然“屹立不摇”地满足其需求。 20170810-NVMe-1 Virtium为工业嵌入式市场提供了M.2 SATA和PCIe SSD,但一直到现在才看到市场对于NVMe的兴趣出现

Scott Phillips表示,嵌入式NVMe界面标准的引爆点将会发生在应用的延迟需求少于3毫秒(ms)之际。而现在呢,看来目前的需求还不太多。

一个潜在的利基应用是提供影片、游戏和Wi-Fi联机的机上娱乐系统。他说:“接下来将会看到更多这一类系统的需求出现。飞机上将会更快地大量采用小型服务器,并且提出更多不同的要求,因此,他们现在正密切关注于如何降低反应时间的延迟。”

NVM Express Inc.营销委员会联席主席Jonmichael Hands表示,NVMe协议确实具有支持嵌入式和IoT基本要件的功能。但如何满足工业客户的需求,最终还得取决于产品设计师。Hands示,最近的规格更新功能包括使其更适于定位在嵌入式和IoT应用。例如,NVMe 1.3版支持在低资源环境(包括智能手机和平板电脑)中启动分区,从而可在较小空间(如M.2)中支持较低成本的NVMe设备。

Hands表示,从规格来看,3D NAND的高密度特性可能超越嵌入式应用的需求,并支持其他的NVM选择。虽然嵌入式系统中存在许多散热和功率的要求,但NVMe具有“船载”级功率的特性,例如自主电力状态转换、散热管理以及近零功率闲置状态等,“因而完全取决于供应商是否决定让嵌入式领域支持某种特定功能。”

Hands还说,随着IoT进入边缘分析和自动驾驶领域,将会需要更高带宽和更低延迟。 “那时将会是明确需要NVM Express发挥作用的转型期。对于控制器和架构来说,最好是长期投资于单一技术,以便让嵌入式系统采用与客户和数据中心类似的设计。”

SATA接口标准确实建立了良好的记录,但Hands认为NVMe也同样稳定发展中,毕竟它从2014年以来已持续出货。他说:“这只是一种传统的接口,如今,业界正认真地为这些市场开发专用的NVMe组件。”

20170810-NVMe-2 采用NVMe协议的非挥发性内存解决方案正陆续出现,并为主机实现低至20-25us的延迟。同时,NVMe over Fabrics解决方案也开始在大型共享储存方案中大幅扩展NVMe设备。 (来源:NVM Express Inc.)

编译:Susan Hong

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