因應資料中心不斷提高的儲存容量及效能需求，半導體業者正致力打造新一代PCIe SSD控制器，藉由記憶體快閃最佳化架構與高效能強化資料中心及客戶級固態儲存，大幅提升資料中心客戶級SSD性價比。
網路一分鐘，發生多少事？根據英特爾(Intel)綜合統計調查，在1分鐘內，就有超過六百萬則Facebook訊息以及三千四百七十萬則即時訊息被發送出去；四百七十萬筆Google搜尋產生、總計達138,889小時的YouTube影片被播放；23,148小時的影片內容透過Netflix收看；亞馬遜上的網路交易更進帳超過美金13.3萬元。事實上，在2013年，全世界數位資料總量已達4Zettabytes(ZB)。
物聯網(IoT)的建構已漸成形。隨行動網路技術不斷演進，多達數百億台的聯網行動裝置亦持續增加，資料儲存的需求將呈倍數增長。根據市調機構國際數據資訊(IDC)的預估，2009～2020年期間，資料儲存量將從0.8ZB倍增至44ZB，超過五十倍的成長。
同時，將會有三百二十億台物聯網裝置上線，其中40%的資料將透過雲端存取，因此企業將有義務對85%的資料負起責任。但是，企業要如何因應這樣的趨勢？
對於晶片製造商而言，未來4年內，大部分非客戶級的固態硬碟(SSD)，如圖1，資訊容量將被用於超大規模(Hyperscale)的公有雲及私有雲的部署。
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| 圖1 SSD產品示意圖 |
超大規模運算體現成本效益
超大規模運算是指在分散式運算環境中所需的設備與配置，能夠有效地從數個伺服器擴展成數千個伺服器，有利於打造極具成本效益而精簡的產品設計。企業僅須投入最少的資源於硬體設備，並將資源重心轉移至軟體。
換句話說，相較於投入更多的金錢(硬體、軟體與支援)來爭取時間，企業反倒傾向於投入更多的時間來節省開支。只要資料中心仍然傾向使用成本較低的客戶級SSD來承載資料，這樣儲存趨勢將會持續並透過高速PCIe介面來達成。實際上，透過適合的高效能PCIe客戶級SSD，2018年前銷售給資料中心的SSD中，PCIe SSD將會超過半數。
超大規模運算的模式將與現在的企業營運模式有所差異。超大規模更重視軟體方面的成長、巨大產能的增進、資本支出(CapEx)與營運成本(OpEx)之效率以及互動應用的支援。序列式先進附加介面(SATA)介面的SSD符合成本效益、使用通過客戶驗證的IP、簡易地安裝於儲存基礎建設內，因此相當適用於資料中心。
然而即便是客戶級的應用，SATA介面發展已面臨瓶頸。PCIe SSD提供六倍的頻寬、四倍的百萬次輸入/輸出(IOPS)，延遲時間僅為SATA介面SSD的八分之一。除此之外，NVMe(Non-Volatile Memory Express)還具有簡化指令與驅動負擔的優勢，且NVMe規格使解決方案無需協定轉換，便將NAND儲存連結至伺服器。
PCIe SSD控制器提升資料中心性價比
此外，超大規模運算須要持續降低NAND的成本，如使用三層式儲存單元(Triple-Level Cell, TLC)NAND，卻同時需要高階的低密度奇偶校驗技術(Low Density Parity Check, LDPC)。若要節省SSD的成本，最佳的選擇會是PCIe SSD控制器。
市場上新一代PCIe 3.0 NVMe SSD控制器以記憶體快閃最佳化(Flash-optimized)架構與高效能強化資料中心及客戶級固態儲存，再次提高資料中心的性價比(Price/Performance Curve)，並成功推動資料中心客戶級SSD的趨勢。
實際上，視主機規格而定，新款SSD控制器支援高達四個PCIe 3.1匯流排，適用於4GB/s或2GB/s傳輸速率的終端。
為了全面利用PCIe高速連結的優勢，創新的NVMe設計能夠毫不妥協的部署大規模硬體自動化，促進PCIe串聯資料匯流。這樣高效率的資料匯流管理，可以降低主機控制的延遲瓶頸，並且釋放真正快閃儲存效能。
此類SSD技術的演進支援資料中心的發展趨勢，著重於分散性、效率、可靠性、可擴充性，以及經濟實惠的架構。硬體則會轉變為商品導向，並採用客戶級SSD以及開放原始碼軟體。
總體而言，資料中心的快閃儲存的下一波趨勢，將會是現今已存在的客戶級儲存技術。
(本文由Marvell提供)