Device-Based：闪存技术的发展方向?

“其实最简单的就是对CPU是不是友好，是不是会占太多的资源以及迁移的时候，是不是容易去做。”殷雪冰说，之所以现在忆恒创源的产品可以进入到许多技术实力很强、对产品要求严苛的知名互联网企业中，Device-Based及其所带来的一系列产品优势，起到了很重要的作用。

想要了解Device-Based为忆恒创源所带来竞争机会的原因，首先要了解，如何去评价一款PCIe闪存卡是否是优秀的产品，以及相应的来说，用户对于PCIe卡的需求到底有哪几方面?

首先，当然是PCIe卡的性能，这其中实际上包括了四个简单但又关键的指标：顺序读性能、顺序写性能、随机写性能以及随机读性能，但是，这四个简单的指标，背后却是一整套评价PCIe闪存卡性能指标的评价体系，这其中包括了纯粹的性能——以GB/s为单位的性能，以及平均延时、延时抖动等关键信息在内的性能指标。

其次，是对系统处理器——CPU的工作负载的影响。在大多数情况下，这是一个容易被忽略的指标：一方面，由于英特尔将PCIe控制器已经放到x86处理器中，大部分认为之前通信所产生的影响已经微乎其微;另一方面，很少有人去严格比较过不同架构的PCIe闪存卡在CPU不同负载情况下的性能表现。

第三，是需要特别强调的写性能与写放大，尤其是后者，对IOPS、延时抖动、设备的寿命都产生了重要的影响。第四则是兼容性与可迁移性——这两点指标虽然不及前面的对产品的“使用性能”产生重要的影响，但对于大规模的部署和可能出现的平台移植来说，隐形的时间和开发成本是不容小觑的。

而从Device-Based本身的产品特性上来看，忆恒创源确实在这几方面有着天然的优势，从最简单的兼容性和可移植性来说，基于Device-Based的产品，驱动层更为简单，PCIe闪存卡的处理器所接受的只是“任务”，并提供反馈，而在HOST-Based的系统中，PCIe闪存卡的处理器需要通过驱动与处理器产生密切的关系，这导致驱动层非常复杂且难以移植。

与此同时，与系统CPU紧耦合的架构带来的另一个不可忽视的问题，是对系统CPU和系统内存的占用。x86处理器虽然天然的被设计为去“完成复杂的多样化工作”，但显然Device-Based的设备占用CPU的资源会更少——在虚拟化环境日益成熟的今天，CIO会榨取CPU的每一个资源，如果PCIe闪存卡过多的占用了系统资源，那么对于整体系统性能的提升显然不是一件好事——当处理器无暇分身或是被PCIe闪存卡到处“追债”，为什么不在一开始就去考虑对CPU和内存占用更少的PCIe闪存卡呢?

但Device-Based架构的最关键一点，是通过使用高性能的处理器——目前是FPGA，未来可能是ASIC——架构PCIe闪存卡，能够较少的依赖或者说占用系统CPU去处理优化PCIe闪存卡优化的算法，大量解决高IOPS状态下的延时、闪存延时抖动、写放大、写延迟的算法通过PCIe闪存卡板载的处理器以及专用的优化算法结合，完全服务于PCIe闪存卡，极大的解放了系统CPU的使命。

比如说，忆恒创源在解决延时抖动上，就通过IO延时平滑算法，针对个别超长延时的IO 请求进行削峰滤波处理，)，当运行在较高IOPS情况下，Memblaze 会自动调整GC 算法和内部等待队列深度，并将IO 延时进行平滑处理，从而避免产生超长延时的IO，减少对后端系统的影响，使得用户的应用运行更加平稳顺滑。

以及在对PCIe闪存卡的FTL进行处理时，忆恒创源是在板卡内部，而不是通过驱动端——意味着是系统CPU和板卡配合完成——来完成的，显然，FTL的处理流程，主机与PCIe闪存卡之间的状态信息交换、中断频率等都能够得到很好的优化。

总的来说，Device-Based的知识产权全部集中在PCIe闪存卡的控制器上，这一控制器将形成与系统CPU“几乎平等的地位”，而不是依赖甚至是过分的依赖系统CPU的处理能力，这样一方面让系统CPU能够解放出来，减少单纯的IO操作;另一方面，像忆恒创源这样的供应商，能够将更多的优化算法放到PCIe闪存卡上，而不用担心占用系统CPU而产生不好的影响。

但Device-Based也并非没有“阿格硫斯之踵”，显而易见的问题是，这对于供应商的研发能力、算法优化能力提出了极大的挑战，尤其是当PCIe闪存卡“简化到只暴露一个接口”给系统CPU时，针对不同应用程序、应用模式、应用环境的优化重担，实际上落在了供应商的身上。如果是HOST-Based的产品，大可以通过提供完整的开发环境、代码库和驱动指导，将更多的研发工作转移到用户或是合作伙伴身上。

而另一方面，Device-Based也要求PCIe闪存卡的控制核心性能足够强大，不过，好在行业内有赛灵思(Xilinx)这样提供高性能处理器的供应商提供不断更新的FPGA产品。但众所周知，FPGA更多是应用于产品研发、测试的过程中，而非成熟的量产化产品的首选，这也就意味着，殷雪冰必须要做出一个选择：是继续坚持FPGA，还是设计制造嵌入自身知识产权的ASIC芯片取代FPGA?对此，殷雪冰表示：“忆恒创源肯定会去考虑AISC的路线图，但如果FPGA能够继续保持成本和性能的优势，可能忆恒创源还会继续的使用，毕竟去做一个属于自己的ASIC还是比较昂贵的事情。”

但殷雪冰也表示，闪存市场是一个飞速发展和扩张的市场，几年后的事情其实谁也说不准，他认为，随着闪存价格的不断下降，闪存厂商的发展会越来越好，当然，这也包括忆恒创源。