怎么把基础设施升级到 NVMe ？
Source: Garry Kranz, Ways to add enterprise NVMe drives to your infrastructure, 12 Apr 2022
企业可以利用 NVMe 从应用程序和存储之间更快的数据传输中受益。在考虑企业级 NVMe 时，请关注管理和成本的注意事项。
NVMe 闪存释放了 PCIe 总线的潜力：它使对延迟敏感的应用程序能够更有效地利用计算和存储资源。
NVMe 的好处之一是，企业可以从他们在服务器和存储上花费的资金中获得更多价值。NVMe 的可扩展性还使其能够提供统一的文件、 块和对象存储。
有几种方法可以将企业 NVMe SSD 引入数据中心。企业选择的数据盘的方法和类型应受成本、 容量和性能需求的约束。
服务器 NVMe 闪存
对于依赖基于服务器闪存来处理数据的企业，一种选择可能是分阶段引入 NVMe SSD以替换传统的 SSD。这意味着可以直接将 SAS 或 SATA 连接的固态硬盘与 NVMe SSD交换。实际上，服务器中的 DAS 是 NVMe SSD最初实现的方式。
要充分利用的 NVMe 性能，存储服务器可能需要相应地提高计算能力。确定要使用的相应 NVMe 外形规格。服务器需要足够的插槽来插 PCIe 扩展卡。如果服务器没有足够的插槽，并且企业尚未准备好购买新服务器，则 NVMe U.2 设备可以用作本地读/写缓存或启动设备。大多数服务器的 U.2 插槽比 PCIe 插槽多。
端到端 NVMe 闪存
配备 SAS 或 SATA 固态硬盘的全闪存阵列仍然占主导地位，但基于 NVMe 的系统正在成为主流。Pavilion Data Systems 和 Excelero 等初创公司最近被 Nvidia 收购，开创了端到端 NVMe 闪存阵列，这些阵列使用 NVMe SSD 进行后端存储并支持 NVMe 前端主机连接。
领先的存储供应商已将基于 NVMe 的阵列添加到其全闪存产品阵容中，通常将闪存和存储类内存与自动分层和数据放置混合在一起。该列表包括以下内容：
Dell EMC PowerMax
HPE Alletra
Hitachi Virtual Storage Platform E Series
IBM Elastic Storage System 3000
NetApp All Flash Fabric-Attached Storage A-Series
Pure Storage FlashArray//X
NVMe over Fabrics
这些闪存阵列集成了用于共享存储的 NVMe-oF 实现。NVMe-oF 消息传递层可远距离传输数据流量。
位于科罗拉多州博尔德的 Asierator Group 高级分析师 Dave Raffo 表示，原生TCP是部署 NVMe-oF 的最简单方法，因为TCP是数据中心设备的原生方法。
“你不需要做任何硬件更改。你使用与已经在使用的 NVMe 相同的以太网网络，“ Raffo 说。
企业还可以部署光纤通道、InfiniBand 和支持 RDMA 的以太网作为 NVMe-oF。与 TCP 不同，将这些现有网络用作 NVMe 结构时需要考虑额外的成本。光纤通道和 InfiniBand 可能需要交换升级，而需要额外的网络接口卡来支持基于以太网的 NVMe-oF。
成本考虑
尽管闪存价格下降和NAND目前的供应 —— 在当前的供应链紧缩之前 —— NVMe SSD仍然比SAS / SATA SSD贵。这在一定程度上是 NVMe 的 新颖性。随着越来越多的企业进行转换，NVMe 硬盘将实现更大众化定价。这是容量规划时要牢记的一个注意事项。
“NVMe 正在被超大规模数据中心广泛采用。这将推动销量并降低成本，“加利福尼亚州阿塔斯卡德罗的数字存储咨询公司Coughlin Associates总裁Tom Coughlin说。
Coughlin说，随着 NVMe 采用率的增加，SAS和SATA接口将获得更少的发展，最终每千兆字节的成本将高于NVMe 。
满足容量和性能需求
注意容量和性能需求。端到端来看，跨多个 PCIe 通道运行的 NVMe 比 SCSI 连接更快，但在逐个通道的比较中，单个 SAS SSD的性能可能优于 NVMe 。SAS SSD使用一个或两个链路连接到主机，而 NVMe 使用四个通道并消耗更多资源来传输数据。
NVMe 架构支持多达 65535 （64K）个队列，每个队列可以处理 64K 个 I/O 命令。SAS 设备支持 254 个队列，SATA SSD的队列深度为 32。NVMe SSD使应用程序能够绕过主机总线适配器，通过 PCIe 通道直接与存储进行通信。这种并行性使 NVMe 存储能够同时支持更广泛的工作负载。
比较 SAS 与 NVMe 闪存
采用全 NVMe 时，请使用可独立扩展计算和存储的软件定义存储 （SDS） 产品，以避免 NVMe 容量紧张。这有助于确保充分分配计算和存储资源，以避免 CPU 瓶颈。部署 AI、大数据分析、主存储 、流媒体和基于云的应用程序（需要快速存储）的企业可以从 SDS 的可扩展性中受益匪浅。
纳入 NVMe 的另一种方法是将一层 NVMe SSD专用于与现有 SSD 存储一起用于处理数据。这种方法需要一个可以智能管理数据分配的软件系统。
企业还可以考虑解构超融合基础设施或集成硬件的可组合系统，以将企业 NVMe SSD引入其基础设施。这些系统所需的大量财务投资超出了升级服务器和SSD的成本。从长远来看，在决定投资是否值得时，企业应评估他们计划上线的应用程序。
“如果你有SAS或SATA，并且存储容量足够，请继续重复使用它，直到它耗尽，”并在更新设备期间转移到NVMe ，Coughlin说。