全面解析閃存技術大餐 架構/顆粒/接口/可靠性

PCIe SSD存儲接口

到目前為止，大部分存儲廠商都推出了對應的PCIe閃存卡(如 EMC XtremSF PCIe SSD卡 )和磁盤。

Fusion-io開發的專利PCIe閃存卡(IO-Drive)，可以加入到服務器中進而實現對應用的加速，并達到微秒級的低訪問延遲。SATA/SAS則無論如何無法達到這個水平。因此，閃存浪潮下接口規范的重大變革勢所難免。

NVM Express標準

NVM Express是硬盤的新傳輸標準，是來取代為機械盤設計AHCI(高級主機控制器接口)的接口標準，AHCI無法發揮固態磁盤的優勢，每條指令都需要讀取4次寄存器，而VNMe不需要讀取。從下面圖上可以看出NVM Express的優勢。

NVM Express是一個針對使用PCI Express SSD的企業和普通客戶端系統開發的可擴展的主機控制芯片接口標準。該標準針對PCIe SSD定義了最優化的寄存器接口、指令集和功能集，并提供可擴展接口以實現SSD 技術現在和將來的性能潛力。NVMe走的是PCIE通道性能高，并且是統一的通信規范，只要服務器和PCIE接口卡都遵循NVMe規范， PCIE接口卡可以安裝在任何服務器上而不用擔心兼容性問題。

NVMe標準的也解決了不同PCIe SSD之間的驅動適用性問題。此前的PCIe SSD，均需要安裝驅動程序后才能正常使用，而不同的廠商又各自為政，每個廠商產品都有自己的驅動，SSD也不能作為引導使用。但支持NVMe標準之后，PCIe SSD就可適用于多個不同平臺，也不需要廠商獨立提供驅動支持。目前Windows、Linux、Solaris、Unix、VMware、UEFI等都加入了對NVMe SSD的支持。

針對PCIe接口提出了NVMe標準(但NVMe的使用不僅限于PCIe)。該標準由包括IDT、Dell、Intel、EMC、NetApp、Oracle以及Cisco在內的13家發起企業主導，并由80余家業界領軍公司合作開發。NVM Express是一個針對使用PCI Express SSD的企業和普通客戶端系統開發的可擴展的主機控制芯片接口標準。該標準針對PCIe SSD定義了最優化的寄存器接口、指令集和功能集，并提供可擴展接口以實現SSD 技術現在和將來的性能潛力。這讓原始設備制造商無需標準化多個SSD驅動器，從而加速PCIe SSD 的推廣使用。

但是NVMe作為針對下一代存儲設備提出的指令和協議規范，除了支持PCIe接口，VNMe規范可以應用到不同的硬件接口規范上。如支持U.2接口(即SFF-8639接口，包含4組PCIeLanes和2組SAS/SATA Lanes)，SATA Express和M.2接口等等。另外，PCIe SSD并不一定支持NVMe規范，但是NVMe PCIe 是需要考慮符合NVMe規范。

東芝集團下存儲解決方案提供商OCZ，推出了全新的基于NVMe技術的Z-Drive 6000系列SSD，結合了第三代PCIe和非易失性存儲器專用(NVMe)技術，提供給系統集成商和存儲供應商一個流線型的存儲器接口、命令集、隊列設計，用于快速訪問關鍵性數據和獲取高彈性的能力。

OCZ推出的Z-Drive 6000 SSD的產品有三種型號。它們包括帶有2.5英寸的機箱大小和高達3.2TB的可用容量的Z-Drive 6000 SFF系列、性能略低但是可用容量高達6.4TB的Z-Drive 6300 SFF系列和帶有半高、半長的插卡式外形，同時可用容量可以達到6.4TB的Z-Drive 6300 AIC系列。

NOR flash接口技術

傳統NOR閃存帶有SRAM接口(相比NAND Flash并行接口管腳多、需要統一編址，支持代碼本地執行XIP，但容量比較小)，可以在隨意地址存入任意字節數據。

美光也開始探索串行NOR閃存接口。美光技術公司對傳統NOR 閃存進行優化，推出全新XTREMFlash 串行NOR Flash存儲器方案，具有每秒3.2 Gb的強大的數據讀寫能力，而且能夠兼容目前所廣泛使用的串行NOR閃存接口。在性能表現上超越除超大規模NAND閃存陣列之外的全部閃存存儲方案類型。

XTRMFlash將提供并行、串行以及Quad-SPI型NOR閃存產品，且其針腳數量較現有并行NOR閃存將下降75%。兼容目前串行NOR閃存所普遍使用的Quad SPI閃存針腳設計。XTRMFlash能夠以針腳兼容形式運行，而且只需對電路板稍加調整即可達成上述性能參數。