A especificação NVMe 2.0 inclui oficialmente suporte para HDD

O lançamento das especificações NVMe 2.0 foi publicado ontem. De um protocolo humilde para dispositivos de armazenamento em bloco usando PCI Express, o NVMe está evoluindo para um dos protocolos de armazenamento mais importantes e versáteis para praticamente qualquer tipo de armazenamento. As novas especificações conduzirão o ecossistema de dispositivos NVMe: SSDs, cartões de memória, aceleradores e até mesmo HDDs.

Em vez da especificação básica para SSDs PCIe típicos e uma especificação NVMe-over-Fabrics (NVMe-oF) separada, a versão 2.0 foi originalmente projetada como modular e inclui uma série de padrões separados: um conjunto básico (Base NVMe), conjuntos de instruções separados (NVM, ZNS, KV), especificações da camada de transporte (PCIe, Fibre Channel, RDMA, TCP) e especificações da interface de gerenciamento (NVMe Management Interface). Juntos, eles definem como o software host interage com unidades e pools de armazenamento por meio de PCI Express, RDMA e muito mais.

A especificação básica agora cobre dispositivos locais e NVMe-oF, mas é muito mais abstrata e não está vinculada ao mundo real – tanto foi removido que não é mais suficiente definir todas as funcionalidades necessárias para implementar até mesmo um SSD simples. Os dispositivos reais devem fazer referência a pelo menos uma outra especificação da camada de transporte e uma especificação do conjunto de instruções. Em particular, para os SSDs típicos aos quais todos estão acostumados, isso significa usar a especificação de transporte PCIe e o conjunto de instruções de armazenamento em bloco.

Três conjuntos de instruções padronizadas (Block Access, ZNS e Key-Value) variam de unidades de estado sólido simples com abstrações finas sobre memória flash básica a unidades inteligentes relativamente complexas que assumem algumas das tarefas de gerenciamento de armazenamento tradicionalmente executadas. Software no sistema host . Isso permite que diferentes namespaces atrás de um controlador suportem diferentes conjuntos de comandos.

O NVMe 2.0 também adiciona um mecanismo de gerenciamento de pool de armazenamento padrão que permite um gerenciamento de carga de trabalho mais granular com base no desempenho, capacidade e resistência de dispositivos específicos. A hierarquia do pool também foi expandida com outro nível de domínios, dentro dos quais agora existem grupos, onde, por sua vez, existem conjuntos separados de dispositivos NVM.

Os conjuntos de instruções futuras, como aqueles para armazenamento computacional, ainda estão em desenvolvimento e não estão prontos para padronização, mas a nova abordagem NVMe 2.0 tornará mais fácil adicioná-los conforme necessário. Em princípio, o padrão Open Channel também pode ser incluído no NVMe, mas a indústria acredita que o paradigma de armazenamento zoneado fornece um equilíbrio mais razoável, e o interesse em SSDs Open Channel está diminuindo em favor das soluções ZNS.

Outras mudanças no NVMe 2.0 incluem suporte para CRC de 32 bits e 64 bits, novas regras para desconectar dispositivos com segurança no armazenamento compartilhado (ao acessar através de vários controladores), controle mais preciso dos direitos de acesso – você pode permitir leitura e gravação, mas proibir comandos que alteram as configurações ou o estado da unidade – e protocolos adicionais relacionados às atualizações de firmware.

Também no NVMe 2.0 há suporte explícito para discos rígidos. Embora seja improvável que os HDDs mudem para PCIe em vez de SAS ou SATA tão cedo, o suporte para essa mídia significa que, no futuro, as empresas podem unificar suas SANs com NVMe-oF e abandonar protocolos mais antigos como iSCSI.

No geral, o NVMe 2.0 não traz tantos novos recursos como trazia nas versões anteriores. No entanto, a reorganização da especificação em si encoraja uma abordagem iterativa e experimentação com novos recursos. Portanto, nos próximos anos, as atualizações provavelmente serão menores e mais frequentes.