英特尔Susan Bobholz：非易失性内存Non-Volatile Memory的现在与未来

12月11日，DOIT在北京朝阳悠唐皇冠假日酒店举行“数据造化 智见未来 ”为主题的2013中国存储峰会。此次峰会得到了中国软件行业协会、中国计算机学会存储技术专业委员会、武汉国家光电实验室和国防科技大学计算机学院的大力支持。此次峰会里，共有10位第三方专家和23位业界领袖/专家出席峰会，并发表了25场极具前瞻性的主题演讲，给大家带来了丰盛的存储盛宴，再次引领中国存储产业发展的深度思考。

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下午的“闪存行业分论坛” 中，DOIT邀请关注闪存行业的厂商代表、技术专家、分析师等共同探讨 闪存行业的现状和未来发展。其中，来自英特尔数据中心软件产品事业部APSS 产品线销售及市场总监 Susan Bobholz，带来《非易失性内存Non-Volatile Memory的现在与未来》的主题演讲。

英特尔数据中心软件产品事业部APSS 产品线销售及市场总监 Susan Bobholz

在演讲里，Susan Bobholz表示，随着越来越多的数据的不断生成，我们比以往任何时候都需要更快地访问“热点”数据。传统的存储技术包括SAS, SATA以及甚至RAID已无法有效地满足越来越快的存取需求。下面，我会介绍英特尔对非易失性内存（Non-Volatile Memory）的愿景以及相关的新技术和产品的信息。

以下是Susan Bobholz精彩演讲的内容：

大家下午好，非常荣幸今天能给大家做一个介绍。今天的主题是非易失性内存的现在与未来。

首先我想先介绍一下大数据背景，我们现在的人类每两天创造的数据量，已经相当于人类有文明以来，到2003年创造所有的信息量，这个是相当惊人的增长。所以大家可以看到我们预期到2020年，整个全球的数字化的数据量达到40ZB的量级。

刚才我们戴尔的同事也讲数据存储量的各种解决方案。从数据存储角度来讲，大家都知道，在这么多年的IT技术发展当中，我们尽量把需要处理的数据，将热数据尽量让它到离处理器最近的地方进行存储。随着数据爆炸性的成长，数据向两个方向不断的发展，一个是需要非常大的容量，需要高性能的存储的设备，把数据存储下来。第二我们希望抓取数据做某些业务的时候，把热数据抓到CPU里面进行处理。这样的话，我们看到两端需要相应的解决方案。我们下面的材料主要关注服务器端热数据存储方案的解决方案。我们的方案主要针对服务器一层，希望给服务器里面的CPU提供最有效的数据服务能力。

今天我们看到服务器层最大的问题是，服务器的计算能力和存储IO性能上面产生很大的不匹配，这个问题我们叫IO瓶颈问题。其实我们在国内碰到很多这样的应用场景，这两年的连续报道里面大家看到的，最简单的案例，每年各地方高考成绩出来的时候，各个地方的家长和学生查高考成绩。很典型的案例，就是读数据，但是每次都会把服务器，或者存储读垮，我们看到这个情况是说，因为大的并发流量进行访问，虽然访问的数据量不大，但是因为并发量很高，由于磁盘的物理特性造成IO性能急剧下滑。我们很多人在上面做查询，但是整体的效益非常差，这是非常显著的IO瓶颈的问题。

从英特尔方面来讲，我们希望在标准化方面推出标准的方式，来解决IO场景不匹配的问题。第二希望通过软件的方法做这样的解决。第三希望通过提供对应用层透明的硬件。如果说我们引进新的技术，但是对于客户的应用造成不方便，这种技术很难被应用行业所接受。

首先我们从标准化的层面来看，大家可以看到英特尔希望推动各个层面，从硬件到协议层到应用层，在底层推动各种不同的接口，往上的话会推动新的PCIe3.0的版本，PCIe这个版本在定义上给厂商一些私有的空间，我们会推新的协议标准，是NVMe，所有PCIe可以接到NVMe，可以跨厂商跨平台支持应用。
硬件平台创新上，以前会有一个SAS控制器，连接SAS的硬盘，转到南桥芯片里面，把它弄到内存和CPU进行处理，数据从硬盘到CPU中间有很多跳。现在来讲，其实各个业界厂商都明白，因为多跳造成了延迟，对应用是最大的损失。多数厂商解决方式是把热的数据向前移，这样的话，我到CPU可能一跳就可以进去了。再往后，我们现在把PCIe直接放到CPU的接口上，我们不用通过外面的桥片，现在更多的厂商把PCIe作为一个标准的配件推向业界，定义新的PCIe的标准，一个新的型号。明年这种产品就能推出来了。

未来的话，我们希望推动新的标准NVMe，所有的厂商兼容NVMe的接口，数据就可以通过NVMe的开发接口和我们的CPU连起来，零跳就可以从存储进入CPU，使应用性能得到最大幅度的提升。

从外面的存储，一直向服务器内端扩展，硬盘上最大延时是2毫秒，固态盘和PCIe的延时更小，存储应用内存分层越来越明晰化。原来的存储层走的方向走更大的容量，更大的交换能力，磁盘是更大存储的能力，往服务器里走就变成混插的模式。磁盘加上固态盘，将来在服务器系统内侧还会出现新的存储分层的应用技术，我们叫持续内存新的技术会出现。这样的话，尽量把更多的热的数据，放在CPU旁边的那一层，把热的数据更靠近CPU内存存放。

软件层的利用缓存加速软件。刚才我们也讲了，我们希望对应用层是透明的加速服务，这样的好处，不需要对应用程序和已经有的存储系统做任何的修改。因为我们都知道，这方面任何的修改，对客户来讲，带来不便利性也带来成本的增加。我希望我们的缓存存储技术能够在这方面表现非常的优异。因为现在的客户很难把现有的存储系统完全抛弃，引入新的存储系统，提高IOPS指标的新的存储系统。可以利用现有的存储系统，我们可以把更高效的，把热数据缓存在服务器内部，提高我们应用IOPS的指标，而不是更换整个我们的存储系统达到这样性能的结果。这样的话，对我们的客户来讲非常好的，我们可以充分利用我们已经有的在存储结构上已有的投资。

所以我们推荐Intel® Cache Acceleration Software (Intel® CAS)，我们的软件是基于服务器层的，我们希望把最活跃的数据希望保存服务器本地的固态盘上，或者PCIe缓存上希望帮助提高性能。我们的测试数据表明在数据库交易性能上有3倍的提升。数据挖掘应用场景性能达到20倍的提升。我们的性能可以达到，或者几乎达到将现在的存储里面所有的硬盘换成固态盘的性能指标，但是成本会有更大的优势。

我们兼容所有的固态盘，我们做了全系列的认证测试，英特尔® 固态盘有独特的优势，首先有英特尔® 固态盘 910系列，基于PCIe的固态盘方向是非常好的，因为它适合热数据的存储。我们产品里面会提供非常多强大的数据保护的功能，我们可以提供强大的包括数据校验，有内部的电容，实现断电保护，在操作失误情况下数据也不会丢失，我们还有高耐久性的技术，这样的话，我们的产品可以保证持续5年，每天全盘写10次的操作。持续5年，这个指标非常好了。

Intel® CAS有独特的技术优势，第一我们在业界唯一提出基于策略管理的功能。比如说现在我们有几个合作伙伴，已经帮我们把产品卖到行业里面，第一个行业是KTV。在这种行业里，有一些场景里面，我甚至不需要你的缓存软件判断逻辑，有的数据块是重要的，直接缓存到固态盘上，因为我经常读。你需要用72小时之间，让你的业务跑一段时间才能分辨哪些是热数据，哪些是冷数据。KTV每个月有排行榜，命中率达到80%以上，你直接给我拉上去，我们有基于策略的管理功能，你可以指定需要缓存的目标是文件也好，或者是数据里面的表也好，甚至是目录。这样的话基于管理的策略，把数据缓存到固态盘上。

第二我们不需要客户改变任何的应用，只要安装软件时配置一下就可以了。第三我们可以和内存配合工作，因为在一个服务器系统里面，IO性能最高的是内存，很多厂商现在做的缓存的算法用固态盘缓存硬盘的内容，但是我们可以达成多层缓冲的逻辑，把热数据提交操作系统，缓存到内存，在应用内存访问数据，访问的速度，性能远远高与固态盘。为什么我们可以生成我们的算法，使客户的应用达到固态盘的应能，但是不需要把所有的硬盘都换成固态盘。

比如说在数据库交易里面，我们可以使性能提升2倍，在媒体广播数据码流推送性能提升11倍，这些场景我们提升的优势非常的明显。我们支持Linux和Windows平台，在Windows平台上有非常独特的优势。

SAS是一个商业智能软件的企业，主要帮助客户，比如说类似大的超市或者一些行业客户做智能的商业数据挖掘，我们做了几个对比。第一个是系统跑在全硬盘的系统上面是基线1。第一个跑了Intel® CAS，性能提升36%。第二我们加了固态盘 + Intel® CAS，性能提高了将近一倍。第三步，我们把系统里面所有的硬盘全部换成了固态盘，性能提升了2倍。但是，你可以看到随着不同的配置的改变成本也有很大的改变，如果只用Intel® CAS的话几百美金，加固态盘的话是1300美金(音译)，如果把磁盘全换成固态盘有10倍的增加，我们用十分之一的成本使整体性能提升1倍，这样使客户找到好的性价比优化的平衡点。

总结来讲，首先我们今天面对的是数据快速增长的世界，我们需要更快的存取活跃的数据。在这个过程当中，我们希望通过将最活跃的数据移到PCIe的设备上，利用PCIe性能，获得我们存储速度性能的提升。在这方面英特尔努力提供新的技术和产品，满足对热数据存储的需求。Intel® CAS与固态盘是我们为这个技术产品方向迈向的第一步，谢谢大家。