重新定义NVMe SSD外形
nvme nvm express（nvme）ssd在企业和数据中心应用中的部署大量涌现，但同时出现的一些复杂状况让这些部署无法发挥出全部优势。今天的文章我们就来说说nvme ssd及microchip的相关产品。
microchip technology inc.
william cheng
nvme nvm express（nvme）ssd在企业和数据中心应用中的部署大量涌现，但同时出现的一些复杂状况让这些部署无法发挥出全部优势。这些市场中的应用对ssd容量、性能、功率、连接性、外形、热冷却、效率和总拥有成本有着各不相同的需求。设计满足这些需求的ssd将是一项极具挑战性的任务，同时在ssd控制器的选择上也需要十分谨慎，这样才能实现效益最大化。我们先关注ssd外形以及在设计时需要考虑的因素。
早期nvme ssd外形
2.5英寸u.2设计是最常用的外形之一，如今用于全新的企业ssd，因为它利用了围绕硬盘驱动器（hdd）打造的服务器和存储系统。u.2 ssd采用外形小巧的（sff-8639）连接器（也兼容标准sas和sata型旋转型磁盘和ssd），支持单端口或双端口pcie接口。不过，最初针对hdd打造的2.5英寸外形在ssd热性能或目标容量方面并不总是最佳选择。
另一个极为常见的ssd尺寸是m.2。m.2 ssd用于笔记本电脑、引导驱动器或成本、尺寸、功率和发热受到限制的应用。由于m.2 ssd的大小与口香糖相当，因此是气流非常有限的低功率应用的理想选择。m.2 ssd的优点同时也是它的缺点，这种ssd因有限的尺寸和热特性而无法在容量、功率和性能上得到扩充。
尽管我们仍会继续为不同的服务器配置提供各种外形，但由于传统nvme ssd外形的限制，加上对服务器外形和连接器不断变化的新要求，为未来ssd应用定义新外形的举措便应运而生，包括更强的存储性能和更高的存储容量。一些注意事项包括：
通用的电路板尺寸、连接器和引脚分配，需要具有扩展能力以支持不同的 pcie 配置和散热要求
工作效率、空间和容量上的可扩展性，需要需要针对nand闪存进行优化
总拥有成本，应当有助于降低运营和资本支出
能够为具有存储灵活性的一系列动态解决方案提供支持，同时可在不做出任妥协的情况下提供更高性能
易于维修和管理
未来的nvme ssd外形
考虑到以上几点，行业专家共同采用了一套新的企业 ssd 外形，即企业与数据中心 ssd 外形（edsff）。edsff由15家企业共同开发，旨在解决数据中心固态存储方面存在的上述问题。现在，全球网络存储工业协会负责维护这一新外形的定义，将其作为 sff 技术联盟技术工作组（sff ta twg）的一部分。
e1.l
e1.l外形旨在最大程度地提高1u服务器或存储阵列（jbod和jbof）中每个驱动器和每个机架单元的容量，同时实现更出色的管理、维修和散热特性。垂直安装在1u机架中时，可提供适合4通道或8通道pcie的选项，允许针对每个驱动器扩展带宽；此外，还提供了各种散热器选项，可满足不同功率和散热环境的需求。它提高了数据中心的可维修性，采用热插拔式设计，可通过内置于集成外壳中的led从正面轻松检修。
此外，还针对高容量和密集存储用例进行了优化。通过提供存储整合和更高效的存储系统（tb/w），较高的每机架容量将有助于降低数据中心的总拥有成本。
图1：e1.l外形
e1.s
e1.s外形的构件兼具灵活性与节能效果，适合超大规模与企业级计算节点和存储。e1.s外形小巧，仅比m.2稍长，但它更宽，可容纳更多介质（nand）封装，从而提高每个驱动器的容量。与e1.l类似，e1.s垂直安装在1u机架中。e1.s的不同版本可为功率、性能、可扩展性和热效率提供更大的灵活性。
图2：e1.s外形
e3
e3外形针对2u垂直方向或1u水平方向提供多种长度和高度选项，但均采用垂直安装方式，且针对主流2u服务器进行了优化。与e1系列类似，e3支持热插拔/维修，并且每个驱动器的容量要高于u.2。此设备通过增大电路板尺寸来支持更多介质位置和封装，从而最大限度地利用2u机架中的空间，与u.2单pcb设计相比，空间利用率最多可提升50%。从长远来看，e3可能会真正替代2u服务器中的u.2。与u.2 ssd相比，e3的功率和性能更加出色，在更高的pcie速度（pcie 5.0及以上）下具有更优秀的信号完整性，而且拥有更出色的散热性能和更低的系统基础架构成本。
图3：e3外形
flashtec系列支持未来的ssd外形
flashtec nvme 3108 pcie gen 4 nvme ssd控制器支持多种外形，包括空间受限的传统m.2外形以及新的edsff e1.s和e1.l外形。该控制器不仅支持上述外形，还支持更大的pcie附加卡、edsff e3和u.2，甚至是定制外形，这类外形主要面向需要构建标准产品的ssd供应商以及决定自行构建定制驱动器和存储解决方案的服务器oem、存储oem和超大规模用户。nvme 3108控制器采用高度灵活且可编程的架构，配备八个最高速度达1.2 gt/s的闪存通道，再结合强大的硬件加速raid和性能超强的ecc，能够为具备更高层数的新一代三层单元（tlc）和四层单元（qlc）nand技术提供满足未来需求的支持。
对于随机工作负载，flashtec nvme 3108的每秒输入输出量（iop）超过100万，顺序带宽超过6 gb/s。这种解决方案确保了端到端企业级数据的完整性，可提供超高的可靠性和关键的安全功能，包括使用“硬件可信根”的安全启动，这是许多新型数据中心基础架构的强制性要求。
flashtec nvme 3108继承了nvme 3016的优异表现，后者是一款16通道闪存控制器，在随机工作负载下的iop超过200万，顺序带宽超过10 gb/s。
pcie gen 4 nvme ssd可通过flashtec固件开发加速工具快速完成设计，这套工具包括一个架构仿真器，可独立于芯片开发和调试固件。此外，还提供flashtec nvme评估板以及补充软件开发套件（sdk）。
原文标题：未来nvme™ ssd的外形尺寸
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早期nvme ssd外形
2.5英寸u.2设计是最常用的外形之一，如今用于全新的企业ssd，因为它利用了围绕硬盘驱动器（hdd）打造的服务器和存储系统。u.2 ssd采用外形小巧的（sff-8639）连接器（也兼容标准sas和sata型旋转型磁盘和ssd），支持单端口或双端口pcie接口。不过，最初针对hdd打造的2.5英寸外形在ssd热性能或目标容量方面并不总是最佳选择。
另一个极为常见的ssd尺寸是m.2。m.2 ssd用于笔记本电脑、引导驱动器或成本、尺寸、功率和发热受到限制的应用。由于m.2 ssd的大小与口香糖相当，因此是气流非常有限的低功率应用的理想选择。m.2 ssd的优点同时也是它的缺点，这种ssd因有限的尺寸和热特性而无法在容量、功率和性能上得到扩充。
尽管我们仍会继续为不同的服务器配置提供各种外形，但由于传统nvme ssd外形的限制，加上对服务器外形和连接器不断变化的新要求，为未来ssd应用定义新外形的举措便应运而生，包括更强的存储性能和更高的存储容量。一些注意事项包括：
通用的电路板尺寸、连接器和引脚分配，需要具有扩展能力以支持不同的 pcie 配置和散热要求
工作效率、空间和容量上的可扩展性，需要需要针对nand闪存进行优化
总拥有成本，应当有助于降低运营和资本支出
能够为具有存储灵活性的一系列动态解决方案提供支持，同时可在不做出任妥协的情况下提供更高性能
易于维修和管理
未来的nvme ssd外形
考虑到以上几点，行业专家共同采用了一套新的企业 ssd 外形，即企业与数据中心 ssd 外形（edsff）。edsff由15家企业共同开发，旨在解决数据中心固态存储方面存在的上述问题。现在，全球网络存储工业协会负责维护这一新外形的定义，将其作为 sff 技术联盟技术工作组（sff ta twg）的一部分。
e1.l
e1.l外形旨在最大程度地提高1u服务器或存储阵列（jbod和jbof）中每个驱动器和每个机架单元的容量，同时实现更出色的管理、维修和散热特性。垂直安装在1u机架中时，可提供适合4通道或8通道pcie的选项，允许针对每个驱动器扩展带宽；此外，还提供了各种散热器选项，可满足不同功率和散热环境的需求。它提高了数据中心的可维修性，采用热插拔式设计，可通过内置于集成外壳中的led从正面轻松检修。
此外，还针对高容量和密集存储用例进行了优化。通过提供存储整合和更高效的存储系统（tb/w），较高的每机架容量将有助于降低数据中心的总拥有成本。
图1：e1.l外形
e1.s
e1.s外形的构件兼具灵活性与节能效果，适合超大规模与企业级计算节点和存储。e1.s外形小巧，仅比m.2稍长，但它更宽，可容纳更多介质（nand）封装，从而提高每个驱动器的容量。与e1.l类似，e1.s垂直安装在1u机架中。e1.s的不同版本可为功率、性能、可扩展性和热效率提供更大的灵活性。
图2：e1.s外形
e3
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pcie gen 4 nvme ssd可通过flashtec固件开发加速工具快速完成设计，这套工具包括一个架构仿真器，可独立于芯片开发和调试固件。此外，还提供flashtec nvme评估板以及补充软件开发套件（sdk）。
原文标题：未来nvme™ ssd的外形尺寸
文章出处：【微信公众号：microchip微芯】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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