非常荣幸能够得到这次Koolshare论坛的Intel P3600 800G企业级SSD试用机会。英特尔随旗下 DC P系列的企业级固态盘的发布，向整个世界展示了最令人期待的NVMe存储技术企业级SSD产品。

那么，是什么让NVMe这样的新协议标准对于大型数据中心的企业级应用来说特别的重要呢？ 协议，是主机和SSD/磁盘驱动器之间的通讯标准。根据OSI标准七层互联结构的划分，如果上面提到的六大驱动器接口是归属于数据链路层，那么AHCI和NVMe协议就是传输层协议的范畴。AHCI即高级主机控制器接口，支持设备热插拔以及增强性能的本地指令序列技术。 AHCI是一种接口规格，它允许存储驱动程序启用高级串行ATA功能，如本机命令队列和热插拔。AHCI本质是一种PCI类设备，在系统内存总线和串行CPU设备内部逻辑之间扮演一种通用接口的角色。这个类设备描述了一个含控制和状态区域、命令序列入口表的通用系统内存结构；每个命令表入口包含SSD设备编程信息和一个指向（用于在设备和主机传输数据的）描述表的指针。AHCI技术需要硬盘和主板两方面的支持，对于硬盘而言，目前的绝大部分硬盘都支持AHCI，目前Intel主板芯片组从965 Express开始也全面的支持AHCI。事实上AHCI从普及到现在已经是其生命的第二个十年，早已老朽不堪，迫切需要更新换代。 AHCI 发布的年代，存储设备就意味着温彻斯特磁盘也就是机械硬盘，AHCI也就是围绕这一状况而设计。在最快每秒旋转仅有250转/s的机械硬盘结构中，如果AHCI接口浪费了几千个额外的时钟周期在指令队列中(大约2.5微秒)，用户往往不会觉察到。因为机械硬盘的磁头滞后5~7毫秒的寻道时间足够长来掩盖AHCI规范并发性能低下的问题。现在所用的SATA接口与AHCI标准其实是为高延时的HDD而设计的，因为保持主板兼容性的关系，主流SSD依然继续使用AHCI接口。虽然能够正常工作，但是这样的标准已经成为限制SSD性能提升的一大瓶颈，毕竟专为机械硬盘顺序读取(NCQ)而设计的 AHCI 协议并不太适合高并发低延时的SSD。早期SSD性能跟机械硬盘相比差距不大时可能还不觉得有什么问题。但是随着现在SSD的性能逐渐增强，今天企业级的NAND闪存和SSD对指令的响应延迟已经快到0.0x毫秒，这样一来 ACHI 规范就会成为潜在的瓶颈，影响SSD的性能了。NVMe 是一个全新的主机接口控制器规范，是为替换 AHCI而设计的。2009年下半年，关于NVMe的技术工作正式启动，NVMe规范由包含90多家公司在内的工作小组所定制，Intel是主要领头人，目的就是为SSD建立新的存储规范标准，让它在老旧的SATA与AHCI中解放出来。2011年，Non-Volatile Memory Express非易失性存储器标准正式出炉，简称NVMe标准，该标准是根据闪存存储的特点量身定制的，新的标准解除了旧标准施放在SSD上的各种限制。2012年标准升级到NVMe 1.1，最新的NVMe 1.2标准是在2014所推出的。直到去年Intel 750发布，NVMe标准的产品才开始进入消费级市场。NVMe的简化系统图形来看，最直接的好处就是存储到CPU的中间环节更少了。说到NVMe标准对比AHCI标准的优势，其中之一就是低延时，NVMe标准是面向PCIe、M.2和U.2接口的SSD的，使用原生PCIe通道与CPU直连可以免去SATA与SAS接口的外置控制器（PCH）与CPU通信所带来的延时。在软件层方面，NVMe标准的延时只有AHCI的一半不到，NVMe精简了调用方式，执行命令时不需要读取寄存器；而AHCI每条命令则需要读取4次寄存器，一共会消耗8000次CPU循环，从而造成大概2.5微秒的延迟。另外NVMe也大大的提升了SSD的IOPS，在制定AHCI规范时并行性的想法并没有完全融合到规范内，利用NCQ功能可以对传输能力进行优化，但是接口并不允许SSD真正最大限度地发挥其应有的并行性。现在SSD测试通常最多只会测试到队列深度为32的IOPS，其实终究原因这是AHCI的上限，其实许多闪存主控可以提供更好的队列深度。而NVMe则可以把最大队列深度从32提升到64000，SSD的最大IOPS也会得到大幅提升。此外NVMe标准还有驱动适用性广和功耗低的优势。但是痛苦的存储接口规格升级，需要主板UEFI+操作系统的双重支持，只有支持 NVMe 模块的 2.31以上 UEFI BIOS 和 Windows 8.1/Windows 2008 R2 以上的操作系统才能很好的支持 NVM Express规范的 SSD存储设备启动。

适用 PCIe* 的英特尔® 固态盘数据中心家族拥有P3700、P3600、P3500 3个零售版系列，分别对应高端、中端和低端 应用场景。其中Intel DC SSD P3700和P3600依然采用了2011年就在Intel® SSD 710上使用的被称为“高耐久性技术(HET)MLC”的NAND颗粒， 它平衡了MLC的容量优势和SLC闪存的写入性能。其中Intel DC SSD P3700是专门为写入密集型应用而优化，如联机交易处理、电子邮件和数据库服务器，能够高效处理大量的数据信息。P3700在耐久性、安全性以及功率效率方面表现极为优秀。Intel DC SSD P3600拥有出色的随机读取/写入性能和每GB性价比，专门为混合工作负载的数据中心设计，如云计算及服务器虚拟化、存储虚拟化、RDBMS关系型数据库服务器、Web Server服务器。在混合工作负载下提供很高的随机每秒输入/输出操作次数 (IOPS)、较低的延迟、更高的可靠性以及降低总体拥有成本 (TCO)。Intel DC SSD P3500定位在读取密集型的数据中心应用需求，比如内容分发网络 (CDN)、流媒体服务器、工作组级NAS文件服务器、WDS Windows 部署服务等中小企业和数据中心一类访问为主，读取操作远大于写入操作的领域。还有针对Oracle出货的OEM定制版Intel DC P3605和P3608，它们TBW和4K读写IOPS指标介于Intel DC SSD P3700和P3600之间。

Intel DC SSD P3600、Intel DC SSD P3500、Intel DC SSD P3605、Intel DC SSD P3608、Intel SSD 750、HGST Ultrastar SN100、OCZ Z-Drive 6000等新型固态硬盘有一个共同特点，那就是都提供了两种形态规格，一是传统的半高PCI Express(AIC)扩展卡样式，二是SFF-8639接口的2.5英寸SFF（Small Factor Form）样式。SATA-IO组织为SATA 6Gbps接口制定的继承者是SATA Express，目前很多高端Z170主板都已经配备，但它局限于两条PCI-E通道，提升空间很小。在服务器平台上没有得到支持。SFF-8639 则基本就是四通道版本的SATA Express，因此理论性能翻番，第二代带宽2GB/s，第三代可达4GB/s。SFF-8639 母头如图，数据线缆一端SFF-8639只是个临时称呼而已，固态硬盘形态工作组(SSD Form Factor Working Group)现在给了它一个正式的名字：U.2。就像M.2，最早的时候叫做NGFF。事实上，这俩名字相近的接口也是一家人。M.2现在属于U.2接口的一部分，主要面向小型迷你设备，包括一体机、二合一变形本、笔记本、迷你机等等，当然很多主板上也有它。U.2则针对标准桌面、工作站和服务器领域，尤其是企业级市场。Supermicro、华硕、技嘉、微星、华擎等都宣布了对U.2的支持，并展示了新的U.2数据线、MiniSAS-M.2转换器。上图为微星和华擎的 M.2 转 Mini SAS(SFF-8643) 接口子卡，微星的卡多出一块PCIe Switch交换芯片，支持PCIe 3.0 x4 到 PCIe 3.0 x2的down scale。没有芯片的接口子卡，则是完全 Peer to Peer 转换。上图为微星和华擎的 M.2 转 Mini SAS(SFF-8643) 接口子卡背面U.2相对于SATA Express的直接优势是支持PCIe 3.0X4，同时支持NVMe。Intel DC SSD P3600就有U.2接口的2.5寸版本，其1.6TB容量版本的持续读写最高可达2600MB/S和1700MB/S，4K读写最高可达450000和70000 IOPS。上图为SFF规格的 Intel DC SSD P3600 U.2版 和 2.5英寸SATA 规格的Intel DC S3500 上图为Intel 750 SSD 标配的 U.2(SFF-8639) 转 Mini SAS(SFF-8643)的连接线缆另一种接入U.2 SSD的方法则是PCIe转换卡上图是国产Funtin牌的U.2 PCIe转接卡上图为U.2 PCIe转接卡安装上了 Intel DC SSD P3600阿财认为，未来三年之内，U.2(SFF-8639)/M.2(NGFF) 2280规格最有可能有可能统一高端消费固态硬盘市场。M.2(NGFF) 2280竞争优势规格在于其物理尺寸足够小了。移动平台笔记本是M.2(NGFF) 2280 肯定能有一席之地的舞台。M.2完全可以根据所使用平台性能和定位精确实现OEM，有能力提供SATA通道作为低成本笔记本或PCI-e 3.0 x4通道连接作为高性能方案，实现比较宽松的过渡。AIC 规格的PCIe SSD由于扩展局限性较大(工作站和ATX规范最多能提供7个PCIe插槽，旺旺还需要一块插显卡)，所以在密集存储的机架式服务器和工作站机箱内扩展灵活性远不如可以安装入 2.5英寸磁盘位置的SFF规格U.2接口高性能固态盘。 已经有PCIe 3.0 x4通道的M.2接口，自然就淘汰了只有PCIe 3.0 x2通道的SATA Express标准，宽大占地方而且百无一用，目前还没有硬盘和固态盘厂家推出相关产品。而SATA接口会继续作为机械硬盘和500元以下价位的低端固态硬盘接口而持续存在，直到机械硬盘消亡为止(这个时间点目前看还很遥远，软盘也用了15年才逐渐连盘片都没有厂家生产，光驱也还没完全消失，阿财保守估计需要15年时间)

高速带来高功耗高耗电， Intel DC SSD P3600 TDP高达25W，所以外壳厚度远超7mm的SATA固态盘，上面加工出了棱状散热沟槽。拆开P3600外壳，可以看见双层PCB电路板，直接看见的一面焊接着12片NAND颗粒模铸铝合金外壳大部分NAND颗粒都贴着硅脂软导热垫，并在跟外壳接触面使用PET麦拉片绝缘。P3600 电路板的连接工艺非常奇特，原本是同一块电路板，但是中间的连接处将玻璃纤维基板刨去，仅剩下薄薄一层覆铜铜皮导线和绝缘层相连

标题里面提到：与生俱来服务器血脉，因为阿财经过研究发现，跟以前使用过的家用级SSD不同，Intel DC SSD P3600的设计，每一个环节都考虑到了ECC和数据校验，完全为这低UBER运行而设计。主控据说是LSI为Intel 量身定制的，内部是18通道，主频400Mhz。大家注意，主控为什么会是18通道？通常民用级SSD都是4通道，8通道读写NAND的主控设计。P3600主控的18通道实际上是含数据NAND+校验NAND颗粒的设计组成。阿财拿到的这一块 800G P3600举例，它的NAND颗粒使用15颗型号为29F64B08NCMF+3颗29F16B08LCMF+6颗29F32B08NCMF组成，尾号 P 的颗粒为Intel L85C最高等级的MLC颗粒，仔细看的话可以发现P离前面的编号距离偏大一点，因为这个P是筛选分Bin后第二次激光刻字才打上去的缘故。29F64B08NCMF为64GB容量，29F32B08NCMF为16GB容量，29F32B08NCMF为32GB单颗，每颗里面 256 Gb 2x8 QDP, 4 CE, 4 R/B, 3.3 V 132 BGA4个Die（128Gb Die）。NAND组成总容量为1200GB，一部分容量用于存储FTL和ECC校验数据。企业级SSD都预留二级OP空间，固件开启二级OP容量后，用户可用为800G。前面说到筛选过的Intel L85C NAND颗粒尾号为P，这里要解释一下，Intel DC SSD P3600 和 DC P3700/3500，Intel SSD 750的颗粒均为L85C 20nm闪存。只是等级不同，我们可根据颗粒尾号判断，品质从低到高分别是S