NVMe est une interface de contrôleur hôte évolutive conçue pour les disques SSD d'entreprise et de client sur PCIe. Le groupe de travail NVMe est devenu une organisation de normalisation industrielle en mars 2014. Comme il s'agit d'une interface très avancée, elle n'utilise qu'un seul message pour les transferts de 4 Ko au lieu de deux et peut traiter plusieurs files d'attente jusqu'à 65 536, au lieu d'une seule, par rapport aux anciennes interfaces AHCI et SATA. Cela permet d'améliorer le traitement du serveur en cas de nombreuses demandes simultanées d'E/S de disque.
Basés principalement sur le backhaul PCIe, les disques SSD NVMe occupent une place de plus en plus importante sur le marché. Comme avec le backhaul PCIe, NVMe a été capable d'atteindre presque 3 GB/s de bande passante en lecture et ~500K IOPs, contrairement aux SSDs basés sur SATA et SAS où le débit de données était goulot d'étranglement à 600MBs et les IOPs maximum réalisables étaient ~100K. Le MZ-WEIT10 de Samsung, d'une capacité de 1,6 To, a été le premier SSD NVMe à être lancé l'été dernier. Il a été livré avec les serveurs PowerEdge R920 de Dell. Mais le premier disque NVMe grand public a été lancé par Intel en avril dernier sous le nom d'Intel 750.
Selon le rapport IDC de juin 2014, PCIe sera la principale interface pour les disques SSD des centres de données d'ici 2018.
Figure 1 : Prévisions de livraisons de SSD d'entreprise par interface (Source : IDC)
De même, pour le marché des SSD clients, Forward Insights prévoit que d'ici 2018, PCIe détiendra 75 % des parts de marché et que les principaux contributeurs à cette croissance seront les performances PCIe et le facteur de forme M.2.
Figure 2 : Prévisions de livraisons de SSD clients par interface (Source : Forward Insights)
J'ai essayé ici de mettre en évidence cinq facteurs majeurs contribuant à la croissance de l'adoption de NVMe sur le marché des SSD Flash.
Facteur 1 : Sélection de performances évolutives
NVMe s'appuie sur l'évolutivité de PCIe, ce qui permet aux OEM de choisir le point de performance adéquat pour chaque disque. Les équipementiers sont ainsi en mesure de concevoir et de fabriquer des disques en fonction des exigences de performance et de répercuter les avantages en termes de prix sur les clients.
Figure 3 : Comparaison des performances entre différentes interfaces flash (Source : www.pcisig.com, www.t10.org, www.sata-io.org)
Facteur 2 : Efficacité accrue
NVMe met à l'écart les produits SAS et SATA en termes d'efficacité IOPS dans les charges de travail aléatoires et séquentielles. L'IOPS jouant un rôle important dans la détermination de l'efficacité des disques, c'est devenu l'un des principaux facteurs contribuant à l'adoption de NVMe.
Figure 4 : Comparaison de la charge de travail aléatoire (Source : Intel (PCIe/NVMe @ QD 128 ; SAS/SATA @ QD32)
Figure 5 : Comparaison de la charge de travail séquentielle (Source : Intel (PCIe/NVMe 128K @ QD 128 ; SATA 128K @ QD32 ; SAS 64K @QD32)
Facteur 3 : Large base d'applications
NVMe est utilisé dans les unités de stockage SSD des clients (appareils grand public) et des centres de données, car il augmente les performances du système tout en réduisant le facteur de forme et en surmontant les limitations de capacité.
La technologie NVMe a permis aux disques SSD de devenir enfichables à chaud, ce qui garantit le fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 des centres de données, même lorsque certains disques SSD sont retirés pour être remplacés ou entretenus.
Facteur 4 : vaste écosystème de pilotes de systèmes d'exploitation
Les pilotes NVMe Native OS sont facilement disponibles, ce qui permet aux OEM de réduire le délai de mise sur le marché et d'évaluer facilement les performances du système avec différents systèmes d'exploitation et de choisir le meilleur pour leurs applications.
Voici quelques-uns des principaux systèmes d'exploitation dont les pilotes sont disponibles
- Windows : Disponible pour Windows* 8.1 et Windows* Server 2012
- Linux : Disponible avec le noyau Linux* 3.12
- Unix : Disponible avec FreeBSD
- VMware : Disponible sous le nom de vmklinux sur SourceForge
- UEFI : Disponible sur SourceForge
Facteur 5 : une grande importance accordée à la conformité et à l'interopérabilité
L'interopérabilité est un autre facteur majeur de l'adoption croissante des disques SSD NVMe, car elle permet aux OEM de garantir les performances et le bon fonctionnement de l'appareil dans des environnements multi-fournisseurs/multi-interfaces. NVM.ORG et l'Université du New Hampshire (UNH) ont fourni un projet de spécifications détaillées des exigences de test de NVMe et d'interopérabilité, qui sont mises à jour/révisées dans le cadre d'une recherche continue.
Prévoyant les tendances du marché des SSD NVMe, eInfochips a créé des suites de tests de vérification et de validation pour les conceptions de produits basés sur NVMe. Ces suites de test répondent aux exigences de test au niveau du système et du silicium, permettant ainsi aux OEM de SSD et aux vendeurs de silicium pour contrôleurs NVMe d'en tirer profit en réduisant le temps de mise sur le marché.
De plus amples détails sur ce sujet seront fournis dans la deuxième partie du blog.
