（文章來源：OFweek）

在過去的幾年中，許多存儲技術和市場都處于醞釀狀態，最近企業級存儲系統開始使用SCM存儲級內存技術的消息越來越多，與以往不同的是，SCM不只是用作讀寫緩存，而且還用在持久存儲層。那么這項技術將對存儲行業產生多大的影響呢?

SCM介質本身比NAND SSD快，比DRAM內存要慢，因為還支持字節尋址，所以寫入的時候不用先擦除整個塊，大大減少寫放大，而且延遲會低很多，壽命很長，相比NAND有許多先天優勢。簡單來講，SCM 就是DRAM 與SSD 的中介，一種高速讀寫的非揮發性記憶體技術，用來改善系統整體I/O 效能。

在理想中，它是一種速度能與DRAM 媲美，但成本逼近傳統硬盤的新型儲存技術。當然目前大概只有讀取速度能與DRAM 比肩，寫入速度仍有差距，且在SSD 的單位成本已逼近傳統硬盤的境況下，SCM 還沒有足夠的性價比做為底層儲存裝置。在現有AFA存儲系統中，為追求NVMe SSD的極致性能，軟件棧本身帶來的時延已經無法忽略 。

相比SSD，SCM介質的訪問時延有幾個數量級的差異(從數百微秒級到數百納秒級)，軟件棧時延的問題將更為凸顯。如傳統的從應用到內核的軟件棧對功能的分解層級清晰，對于慢速的存儲介質是合適的，但對于SCM這樣的超高速介質則成為了速度的瓶頸。基于同樣的原因，網絡時延在SCM系統中的占比也成為了影響系統時延的主要矛盾。如何構建高速、穩定的網絡，成為了能否在系統中充分利用SCM介質性能的關鍵因素。

存儲級存儲器SCM能夠如同NAND閃存一樣保留其內容的能力，也能有像DRAM一樣的的速度，這使得它最終將取代閃存作為首選的高速存儲介質。由于閃存的固有設計，SCM在這塊要好很多。性能問題和閃存延遲的最大原因之一是使用垃圾收集以滿足新寫入。將數據寫入閃存驅動器時，無法覆蓋舊信息。它必須在其他地方寫入一個新數據塊，并在磁盤I / O暫停時刪除舊文件。

基于NVMe/PCIe的字節尋址的非易失性存儲打開了存儲架構創新的新篇章。SCM通常被用作擴展的Cache或者最高性能Tier的持久化存儲。所以大多數情況下，SCM的定位是補充NAND的空缺，而不是取代NAND。HPE宣布將采用英特爾的Optane作為DRAM cache的擴展，從HPE 3Par 3D Cache的測試數據中可見，時延降低了50%，而IO提升了80%。

SCM技術的目標及潛力都在于能弭平DRAM 與SSD 讀寫速度的鴻溝。理論上，現代資訊系統由于內裝置性能的落差徒增不少功耗，資料往返所耗費的時間，成為整體性能的短板，所以在處理器與記憶體之間設有暫存器及快取等，而引入SCM 做為記憶體緩沖或SSD 快取，也都是為了解決這樣的問題。

大體上SCM有兩種用法：一種是用作緩存，一種是用作持久存儲。①HPE把SCM用作緩存，從實現來看，這種方式的讀寫緩存實現起來相對比較簡單。據說3PAR和Nimble的延遲能保持在300μs微秒以下，絕大部分的IO延遲能維持在200μs以下。HPE在3PAR里用了Optane當做緩存用，結果延遲比之前降低了兩倍，還說比DELL EMC的用了NVMe SSD的PoweMAX還要快50%。

②大部分的SCM現在都是用作緩存，跟HPE不一樣，DELL EMC的PowerMAX是把SCM用作了存儲層。PoweMAX用一個低延遲的NVMe - oF連接到服務器，因為有了SCM，所以數據訪問會快一點 。在PowerMAX的實現中，每個端口都會被充分利用，每個端口有自己單獨的隊列，能處理更多IO，PowerMAX能分別為讀、寫和小的塊請求、大的塊請求，各種負載提供獨立的隊列。

而且不同的端口可配置不同的控制器，RAID會更高效，比如當硬盤故障需要重構時，兩個控制器可以同時參與。以往，單控制器重構一塊7200轉的硬盤大概需要7-8個小時，而雙控制器操作時，只需2.5個小時，時間縮短了三倍。

（責任編輯：fqj）