什么是NVMe呢？NVMe是一種建立在M.2接口上的類似AHCI的一種協(xié)議,是專門為閃存類存儲設(shè)計的協(xié)議。隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的臨近，我們追求更高的頻寬和更低的延遲。所以就到了NVMe發(fā)揮重要作用的時候了。

對于嵌入式、工業(yè)應(yīng)用來說，NVM Express (NVMe)介面標(biāo)準(zhǔn)是否會顯得大材小用呢?

根據(jù)Virtium行銷副總裁Scott Phillips表示，在此之前，業(yè)界一直存在這樣的共識。不過，隨著英特爾(Intel)和美光(Micron)等大廠持續(xù)推動這一介面規(guī)格的進展，許多工業(yè)客戶開始對NVMe感興趣。Scott Phillips說，業(yè)界開始看到物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和感測器能產(chǎn)生大量攸關(guān)營運資料的潛在優(yōu)勢，但卻不知從何處著手。

Scott Phillips表示，由于Virtium采用“先進后出”的商業(yè)模式，支援動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)已有長達八年的時間，如今必須同時考慮其他新技術(shù)，例如對于物聯(lián)網(wǎng)的市場需求以及NVMe的角色等。目前，關(guān)注NVMe的客戶可能還不需要它所提供的性能，但隨著這項介面標(biāo)準(zhǔn)成為主流，最終將在嵌入式工業(yè)應(yīng)用中占有一席之地。

他表示，目前，對于NVMe SSD的關(guān)注重點大多集中于資料中心，著重的是效能以及實現(xiàn)每秒數(shù)百萬讀寫次數(shù)(IOPs)的可能性。Scott Phillips說：“他們并不擔(dān)心功耗問題，而只在乎可傳輸多少資料。”

工業(yè)嵌入式領(lǐng)域?qū)τ跓o風(fēng)扇設(shè)計的要求是必須考慮功耗和散熱。因此，資料中心目前采用節(jié)流的途徑是可以理解的，但是，Scott Phillips指出，工業(yè)OEM并不想看到這樣的變化，“他們想要的是更穩(wěn)定的狀態(tài)。”

然而，這樣的情況開始發(fā)生改變了，因為控制器變得越來越小，不僅足以適應(yīng)M.2的較小外形尺寸，NVMe驅(qū)動器的功耗也降低了。Scott Phillips說，理想的目標(biāo)是低于4W功耗;但目前仍持續(xù)在5W左右，因此可以透過韌體進行節(jié)流。

除了NVMe目前面對的難題之外，還有3D NAND的崛起，也引起了廣泛關(guān)注。但是，對于工業(yè)嵌入式領(lǐng)域的大多數(shù)客戶而言，平面NAND就足以滿足其需求了，2D的15nm NAND已經(jīng)持續(xù)使用一年多了。Scott Phillips表示，工業(yè)領(lǐng)域的客戶追求的是可以輕松地擱下設(shè)備好幾年都不必再費心的方案;在這方面，SATA介面標(biāo)準(zhǔn)至今仍然“屹立不搖”地滿足其需求。

Virtium為工業(yè)嵌入式市場提供了M.2 SATA和PCIe SSD，但一直到現(xiàn)在才看到市場對于NVMe的興趣出現(xiàn)

Scott Phillips表示，嵌入式NVMe介面標(biāo)準(zhǔn)的引爆點將會發(fā)生在應(yīng)用的延遲需求少于3毫秒(ms)之際。而現(xiàn)在呢，看來目前的需求還不太多。

一個潛在的利基應(yīng)用是提供影片、游戲和Wi-Fi連線的機上娛樂系統(tǒng)。他說：“接下來將會看到更多這一類系統(tǒng)的需求出現(xiàn)。飛機上將會更快地大量采用小型伺服器，并且提出更多不同的要求，因此，他們現(xiàn)在正密切關(guān)注于如何降低反應(yīng)時間的延遲。”

NVM Express Inc.行銷委員會聯(lián)席主席Jonmichael Hands表示，NVMe協(xié)議確實具有支援嵌入式和IoT基本要件的功能。但如何滿足工業(yè)客戶的需求，最終還得取決于產(chǎn)品設(shè)計師。Hands示，最近的規(guī)格更新功能包括使其更適于定位在嵌入式和IoT應(yīng)用。例如，NVMe 1.3版支援在低資源環(huán)境(包括智能手機和平板電腦)中啟動分區(qū)，從而可在較小空間(如M.2)中支援較低成本的NVMe裝置。

Hands表示，從規(guī)格來看，3D NAND的高密度特性可能超越嵌入式應(yīng)用的需求，并支援其他的NVM選擇。雖然嵌入式系統(tǒng)中存在許多散熱和功率的要求，但NVMe具有“船載”級功率的特性，例如自主電力狀態(tài)轉(zhuǎn)換、散熱管理以及近零功率閑置狀態(tài)等，“因而完全取決于供應(yīng)商是否決定讓嵌入式領(lǐng)域支援某種特定功能。”

Hands還說，隨著IoT進入邊緣分析和自動駕駛領(lǐng)域，將會需要更高頻寬和更低延遲。 “那時將會是明確需要NVM Express發(fā)揮作用的轉(zhuǎn)型期。對于控制器和架構(gòu)來說，最好是長期投資于單一技術(shù)，以便讓嵌入式系統(tǒng)采用與客戶和資料中心類似的設(shè)計。”

SATA介面標(biāo)準(zhǔn)確實建立了良好的記錄，但Hands認(rèn)為NVMe也同樣穩(wěn)定發(fā)展中，畢竟它從2014年以來已持續(xù)出貨。他說：“這只是一種傳統(tǒng)的介面，如今，業(yè)界正認(rèn)真地為這些市場開發(fā)專用的NVMe元件。”

采用NVMe協(xié)議的非揮發(fā)性存儲器解決方案正陸續(xù)出現(xiàn)，并為主機實現(xiàn)低至20-25us的延遲。同時，NVMe over Fabrics解決方案也開始在大型共享儲存方案中大幅擴展NVMe裝置。