12月5日，由DOIT传媒、存储在线和中国计算机学会存储专委会联合主办的2017中国存储峰会在北京盛大开幕。本届峰会以“数据中流击水，浪遏飞舟”为主题，吸引来自政、企、产、学、研、媒体等各方参与者超过2000人，观看在线直播观众超过7000人。
本届峰会对中国及全球存储市场现状及发展趋势进行了深入解读，与此同时，业界领袖及学术专家一致认为，从信息时代走进智能时代，数据已成为企业的重要资产。作为数据生存之地，存储在数字经济中将发挥基石作用，只有解决了存储的问题，才能通过数据创造出更多的商业价值。因此，如何让存储更敏捷，如何依靠软件定义和闪存技术实现存储产业的转型升级，成为与会嘉宾备受关注的话题。
北京中存超为科技有限公司创始人、CEO兼首席科学家沈杰博士在2017中国存储峰会上发表主题为《NVMe全闪存储的产品和技术分析》的演讲。
沈杰博士在演讲中指出，目前全闪在中国的占有率不到6%，而美国占有率已经达到36%，因此最重要的还是成本。我们认为在产品设计里，如果能进一步压缩成本。那么，在达到一定性能指标的情况下，把成本压缩下来对市场会有相当大的市场。
在演讲的最后，沈杰博士还对未来全闪存阵列发展趋势发表了自己的看法。他认为，我们知道NVMe标准，但是这个协议还没有正式发展。目前RDMA很火，也可能还有其他的会继续发展。开发平台我认为应该是SPDK。器件方面，我们知道3D-NAND器件有很大的发展前景。像Intel Purley在芯片级方面都有对NVMe更好的支持，所以在系统设计的时候一定要考虑这个问题。
北京中存超为科技有限公司创始人、CEO兼首席科学家 沈杰博士
以下为嘉宾演讲内容整理：
今天我给大家带来的演讲题目是《NVMe全闪存储的产品和技术分析》。NVMe技术这几年比较火，从这张图我们可以看到十年间数据增长了10倍。右边是IDC的报告，提到了热数据、温数据和冷数据，现在也有人提出：快数据、大数据等新概念。这我想说两点，第一是数据本身的增长非常快，第二，这些热数据都是些关键数据，比如说你的手机上的数据，或者要求实时处理的数据。
我们知道存储的革命是闪存器件带来的，现在已经发展3D了。今年已经推出了96层产品，而且预计最高可堆叠到512层。企业级存储方面，有三种产品形态，最上面的深蓝色的是全闪存，这个是最快的。中间是混合型，基本占40%，而且基本变化不大。第三部分是硬件阵列，逐渐往第二级第三级走。
性能方面，如果用SSD取代硬盘，IOPS可以达到两三万，这就是器件颗粒带来的优势，因为它使用了SSD接口，如果我们使用NVMe接口，那么则会带来更高的并发。这就是说有的时候你从硬件、器件上带来的一些革命性的东西，但是你的接口也要升级。NVMe接口大家都比较熟，它是专门为SSD开发的，指令级非常小，对TCO的占有率也非常小。
通过下面张图片可以比较一下，上面是NVMe-oF，底下是普通的网络，那我们可以看到，在一般企业级存储里要经过一层网络，这个网络协议里有很大改善，尤其是RDMA，是现在最流行的做法。可见，NVMe跟RDMA是绝配。
这张图实际上是说全闪存的发展阶段，基本上1毫秒已经是一个非常好的数字了，因为它用了SSD接口，整个阵列内部可以使用NVMe，外部为了兼顾以前的客户还是用的CPU。
现在比较一下，就是说这些年来一些全闪存的产品，我们分了三类，第一类叫传统产品扩展方案。这里我们看到厂家一般都是一些比较知名的老厂商，它的特点是它用传统的存储系统，然后为闪存器械进一步的优化。最大的优点是所有企业级的功能都具备，这个是比较厉害的。我们将注意力放在后两个，因为后两个方案是真正为了闪存而设计的，里面分为硬件和软件，我们叫闪存设备方案，这个全闪存方案无论从器件还是阵列，有没有企业级功能都不是很重要，我们只是把它看做一个设备。
最后我想说的全闪存的原生方案，整个系统就是为全闪存设计的，因此你的软件系统一定是重写的，比如我们中存，以及所有的厂家都有自己的系统，而且他们是以转接为中心的，提供一个完整的解决方案。
第一个最大的特点是在线压缩的功能，这是原生的，所以做的非常的好。而且这里头我们看到，它不光有NVMe的接口也有SAS口。这个全闪存设备方案是说，阵列提供的是高性能存储的东西，类似这种方案追求的网络延迟是10到50μs，可以说是性能非常高的一款产品。
在这里我想提一款比较有名的EMC DSSD，以前是先驱，现在算是先烈了，它做了很多想法非常新的东西。我们现在的标准就是当时他们的内部协议。在它的存储中，有一个控制模块，一个存储模块，存储模块里SSD卡，是双端口的卡，这家公司内部早就开发出来了。它也有跨设备的DMA，他们早就在做了，美国很多出厂公司可以说是提前三、五年就在做这些事情了，当然他的代价是什么，就是成本，成本非常高。现在这家公司已经被收购了。
原生的系列一定有自己的系统，一定也有文件系统的话。这一点做的比较好的是Pure strage，它可以提供机柜式的方案。整个硬件都是自己做的，所以我们说这是偏硬件的解决方案。
原生方案我还想讲一下Kaminario K2，它支持scale-out，动态划分私有存储阵列(控制器+闪存)，软件定义，标准硬件。
第三个就是我们的中存光子3000，控制器是双控，前端网络40GB，当然还可以向上升级，底下用NVMe接口，原生的文件系统。
这里我想跟大家分享一下，我们在做原生的文件系统时考虑的几个问题。首先，我们找到几个其他公司的产品，比如像Pure Storage。我们想到了个部分，第一是数据的组织，什么叫数据的组织呢?因为这是一个快设备，数据块来了我放哪儿呢?其实很简单，一般就是地址寻址和内容寻址，一般的产品是这么做的。
中存用的是快速寻址的方法。通过计算，根据信息过来的块地址以及它的内容在两方面做计算，有这块以后目录数得到大大的压缩，一般目录数是有一定深度的，比如你可能是五级、六级压缩到两级三级时间是不一样的，有效的降低了时间，这是我们对数据的组织。
我们知道在SSD里对空间的回收非常的重要，它一般有两种方式，一个是参考计数，一个是参考验证，这两个词非常相近，就是你在做读写的同时，我把跟它有联系的数据块记住。这样，一定时间以后，如果没有东西跟它有联系，那么就清除掉它。还有一个叫标记扫描，它是全局式的垃圾回收。在这种方式下，它的好处就是全局做的好一点，坏处就是对系统资源占用非常大。
我们是怎么做的呢?我们参考这两种方法，在写数据的时候，我们提供一些参考信息，但是又不是完全的信息，我们的目就是减少对写性能影响，但我们还要产生一些信息，在我做标记扫描的时候就可以利用这样的信息，大大的减少我们的资源占有，同时降低性能，这就是在空间回收中做的考虑。
我们知道SSD是一个盘，你需要对它做一些划分，而且现在基本都是日志型的。中存也不例外，一种是一个区块，这个我们认为是中粒度的，细粒度的叫条带，支持变长数据块，数据聚合。我说的中粒度的区块，实际就是我们考虑的原数据，数据和日志数据实际上是分区的，有点像数据分层的感觉。首先，这样的写性能会比较高。其次，分区管理以后，内部实际上还是一个反复的可以轮换的，且磨损技术做的非常好。
作为一个存储系统，企业级存储都具备掉电保护，很多都用NVRAM。中存在这里跟大家的系统都不一样，我们有一个创新，但是还有待于系统验证。我们是直接落盘。省去中间过程，系统实际上更简单，简单就会带来更稳定。当然，系统可以特别复杂，但是一般来说简单跟稳定是联系在一起的。当然，直接落盘带来的直接好处就是，系统稳定，低配置和低成本。因为我们看到，目前全闪在中国占有率不到6%，而美国占有率已经达到36%，因此最重要的还是成本。我们认为在设计产品里，如果能进一步压缩成本。那么，在达到一定性能指标的情况下，把成本压缩下来对市场会有相当大的市场。
这里比如你的掉电保护，你得有一些东西是保证的，比如我们这里真双控，这个很厉害。为什么要下那么高的工夫降低延时呢，我们是直接落盘的。最后数据保护大家用的都差不多，把你的力度减少，这样会快。这里大家做法都比较一致了。
这张图实际上是我们一个性能图，因为在我们的展台上，现在就在演示着，右边的这个是我们做的4K随机读随机写测试，4KB随机读IOPS可达1169081。
这个图可能有些人比较熟悉，因为去年的时候我们给大家分享过，我们认为本地的主存储一般是混合型，我们也在这方面做了开发，现在进行市场推广。今年我们带来了全闪产品，而且明年会正式推出。
既然讲全闪阵列，我也想提一提以后的趋势，我们知道NVMe标准，但是这个协议还没有正式发展。RDMA是最火的，也可能还有其他的会继续发展。开发平台我认为应该是SPDK，在我们的应用开发中，正在大量使用。器件方面，我们知道3D-NAND器件有很大的发展前景。像Intel Purley在芯片级方面都有对NVMe更好的支持，所以在系统设计的时候一定要考虑这个问题。
最后做个广告，我们今天给大家带来了光子3000 NVMe全闪存新品，明年就要正式推出了，欢迎大家去看一看，谢谢大家。
