高性能存储系统很早就出现了。上世纪90年代，其实现是基于DRAM的事务处理加速方案。因为成本过高，该方案仅应用在一些不求性价比只求速度的系统上。

现在不同了。随着成本下降（每GB价格不断刷新最低值记录），高性能闪存被越来越多的企业接受，用途也再次发生变化。

闪存已经是存储的主力军

曾经，闪存只存在于DRAM和主存之间，用于I/O加速。现在，闪存就是主存了，可以替代任何传统主存介质。

技术的进一步发展，为闪存提供了三个应用方向。首先，也是最令人机动的，次级存储，例如备份/归档。然后，任何需要更高速I/O的场景。最后，直接替代DRAM。

用于次级存储

五年前，因为成本高，次级存储用闪存实现是荒谬的。随着价格持续下滑/密度不断增加，闪存也许要成为次级存储的首选了。今天，存储供应商们可将PB级容量的闪存装入2-3U机框中。随着数据中心基建和能耗（电）的成本越来越高，即使仍比磁盘贵，闪存的高密度存储能力越来越引人注目。

同时，闪存的性能是传统次级存储方案所无法比拟的。如果大数据分析用全闪存方案实现，其海量数据集的快速处理能力，几乎可以立即响应所有类型的数据请求。在一个充满着不耐烦用户的世界中，这一优势是无法抗拒的。

这种对任何随机请求的及时响应能力，对媒体/娱乐等行业至关重要，这些行业需要将内容分发到几乎无限多的目的地。广播电视时代，只是单方面传递信息，现在这个时代，几乎全是随需应变，想想Netflix。

另一个闪存用例是备份和数据保护。备份软件的关键是元数据库，因为其用于跟踪数据的各种变化。闪存的速度，允许备份软件更快地增删查找，并立即响应用户需求。数据保护的重大演变，是及时恢复。大多数备份程序可在备份系统上直接运作主数据存储——突然间，次级存储变主存。传统主存若由磁盘实现，存储容量、压缩/重删效率，一定会和响应速度矛盾，这时供应商不得不关闭这些及时恢复功能。

而基于闪存的备份系统，则可完全满足性能要求时实现这些服务。不过请小心，用惯了闪存的用户，对数据恢复时的任何慢，都会非常不耐烦的。

更高性能闪存

尽管闪存已经够快了，仍有些应用需要更快的速度。同时，闪存提供给企业的超量性能可能很短暂。最终，开发人员会实现需要提供比当前闪存更高速度的应用。

大多数性能问题，其瓶颈不在闪存介质本身，而在外围的传输/接口上，例如CPU和闪存介质的内部总线速度。连接QoS和软件层逻辑，才是最大挑战。

存储行业开发的NVMe协议专门来解决此问题。NVMe是下一代的存储协议，专为闪存构建，可助OS直接与存储介质交互。传统的SCSI则是HDD时代的产物。

NVMe去除了SCSI堆栈中不必要的开销，支持比标准SCSI更多的队列（从AHCI支持的队列数提到了64,000），每个队列支持更多命令（从AHCI的32个增至64,000个）。此外，每一CPU时钟周期，NVMe能比SCSI做多得多的事儿。

数据通信是对延迟敏感的另一个重要领域。这里，NVMe over Fabrics可在光纤通道（FC）和以太网上工作。现在iSCSI和FC协议传输的都是SCSI，这意味着无论通道速度有多快，都受到SCSI单线程的影响。NVMe over Fabrics则允许FC和以太网传递更多队列和命令，显著地优化网络通信性能。

闪存用作内存

一直以来，闪存用作磁盘的替代物，快不少，但更贵。现在，闪存可作为内存的替代物，慢一些，但更便宜。大内存服务器，是内存数据库、大数据分析、高密度虚拟化/容器化的目标。但DRAM太贵，且每台服务器的容量有上限，而且受到IT部门的预算制约。需要认清的是，很多内存数据库不断购买新服务器，不是需要更多计算能力，而是需要更多内存。

NVDIMM，本质是安装在DIMM模块上的闪存，设计成按DIMM方式运作。因为闪存密度高于DRAM，所以单位服务器中能装有多得多的容量。NVDIMM安装在内存总线中，所以能直接和CPU通信。NVDIMM驱动能自动管理NVDIMM和DRAM之间的数据流动。本质上，NVDIMM在DRAM和主存建立了一层cache。

NVDIMM需要全新的BIOS，IT部门需要验证哪些服务器供应商支持。

数据中心的主要驱动因素，曾几十年保持不变。而今，更快速度、更多容量，是越来越多公司的追求。因此存储系统理应更快，更密。闪存迅速进入到磁盘、磁带的核心领域甚至有替代之势，是始料未及的。能推断的只是，对性能的饥渴是永不停歇的。NVMe协议和NVDIMM等的落地，将帮助闪存跟上用户需求。

本文节选自《存储经理人2017年6月刊：在融合时代，重新定义存储》