儲存月報第39期：儲存記憶體正式登上主流儲存應用舞台

儲存級記憶體（Storage Class Memory，SCM）是過去2、3年來，企業儲存技術的熱門話題之一，提供了存取延遲介於DRAM與NAND Flash記憶體之間，又具備非揮發性、可持續保存資料的新型記憶體技術，可望給企業儲存應用架構帶來重要變革。

雖然Intel與三星都已在市場上銷售其SCM產品，即Intel的Optane，以及三星的Z-SSD，但僅僅依靠SCM模組的零售，仍不足以帶動企業儲存型態的變化，要讓SCM在企業儲存應用中扮演更重要的角色，還是有賴於儲存設備廠商的支援。

從2年前起，便陸續有新創廠商推出搭載了SCM的儲存設備，但仍不足以帶動SCM在企業儲存的進一步發展，最重要的各一線大廠，對SCM的支援仍停留在「預告」階段 。直到日前，才終於有Dell EMC與Pure Storage兩家一線廠商，宣布在產品上提供SCM，讓SCM正式走入企業級儲存設備。

而隨著一線廠商開始支援SCM，再結合新創廠商先一步推出的SCM產品，也在市場上形成了一個基於SCM的新類型產品——以SCM打造而成的「全SCM」固態儲存陣列。

 SCM的存取延遲與成本，正好介於DRAM與NAND SSD之間，比DRAM慢、但快於SSD，因而可作為兩者的中介，填補DRAM與SSD之間的效能落差，讓整個I/O處理架構更為平順高效。

資料來源：Pure Storage

率先支援SCM的一線儲存大廠

過去1、2年來，我們已經聽到許多一線儲存大廠預告：即將在產品上支援SCM，到了現在，終於有兩家廠商兌現了這個承諾。

首先，是身為業界龍頭的Dell EMC，在9月中旬宣布開始在其PowerMax高階儲存陣列上供應SCM模組。Dell EMC採用的SCM是Intel Optane SSD DC D4800X，PowerMax的用戶可以選用這款雙埠SCM模組，替換PowerMax原本使用的NVMe SSD，作為基本儲存空間使用。在SCM組態下，PowerMax的效能可比搭載標準NVMe SSD時大幅提高，存取延遲降低了一半，IOPS效能從先前的1000萬提高到1500萬，吞吐率更從150GB/s大幅提升為350GB/s。

在Dell EMC宣布支援SCM過後不到一週時間，專注於全快閃儲存設備的Pure Storage，也跟著在9月中旬舉行的用戶大會中，推出了支援SCM的產品。

相較於Dell EMC是將SCM用於基本儲存空間，Pure Storage則是將SCM用於快取，推出了基於SCM的DirectMemory模組，用於搭配Pure Storage的FlashArray//X快閃儲存陣列使用，目前可用於//X70R2與//X90R2兩款機型。

DirectMemory模組的外型，相容於FlashArray//X儲存陣列既有的2.5吋SAS SSD模組，或DirectFlash NVMe儲存模組，區別在於上面搭載的是SCM儲存裝置（Intel的Optane SSD DC4800X）。將DirectMemory模組安裝到FlashArray//X儲存陣列機箱後，再搭配FlashArray的Purity//FA作業系統新增的DirectMemory Cache軟體功能，就能將DirectMemory模組設定為讀取快取記憶體，原廠宣稱可改善50%讀取延遲。

Pure Storage的SCM應用—DirectMemory

Pure Storage的DirectMemory模組，是一種基於SCM的儲存加速裝置，內含Intel Optane SSD，用於搭配其FlashArray//X快閃儲存陣列，提供讀取I/O快取加速功能。

Dell EMC的SCM應用 —PowerMax的SCM組態

Dell EMC日前宣布，為PowerMax儲存陣列新增支援SCM模組，可以將系統全部288臺NVMe SSD，替換成Intel 的Optane SSD，構成「全SCM」組態，並藉此獲得50%以上的存取效能提升。

邁向「全SCM」儲存陣列

SCM的儲存應用目前有「儲存型式」與「記憶體型式」兩大類型，Dell EMC與Pure Storage的應用方式，便分別屬於這兩種典型。

其中我們特別關注「儲存型式」這一種，也就是以SCM取代傳統SSD，構成儲存陣列的儲存空間媒介，目前已有不少廠商提供這種類型的SCM應用，也意味著將形成一種新的產品類型——「全SCM」固態儲存陣列。

如Dell EMC在這波引進SCM的產品更新中，便宣稱PowerMax可將系統全部288臺NVMe SSD都換成SCM模組，構成「全SCM」組態。事實上，在Dell EMC之前，便已有數家新創廠商，推出可支援「全SCM」組態的儲存陣列。我們這裡介紹其中3家廠商：

E8 Storage

成立於2014年底的E8 Storage，是最早投入NVMe儲存陣列的新創廠商之一，在2017年8月推出基於SCM的儲存伺服器E8-X24。

E8 Storage早先的NVMe儲存伺服器產品如E8-D24與E8-S10，都是搭載標準的NVMe SSD，而E8-X24則改為Intel Optane SSD，可提供更進一階的低延遲表現。不過，在E8 Storage於不久前併入AWS後，原有產品的發展情況也陷入不確定。

Apeiron Data ADS 1000

成立於2013年的Apeiron Data，是NVMe-oF領域的先驅廠商，在2016年底發表了專屬NVMe直連架構的儲存產品ADS 1000。這是2U規格的NVMe儲存伺服器，可安裝24臺NVMe SSD或24臺Intel Optane SSD，用戶端透過專屬40GbE網路卡來連接與存取ADS 1000。ADS 1000搭配NVMe SSD時，可提供100μs的存取延遲，搭配Optane SSD時則擁有12μs的存取延遲。

Vexata VX-100

成立於2013年底的Vexata，在2017年初發表NVMe儲存陣列產品VX-100，分為採用一般NVMe SSD的VX-100F，以及採用Intel Optane SSD的VX-100M兩種款式。搭載標準NVMe SSD的VX-100F，可以提供187.5TB容量，存取延遲表現為35／90μs（寫入／讀取）。而搭載Optane SSD的VX-100M雖然最大容量只有32TB的容量，但存取延遲表現更佳，可達到15μs等級（寫入與讀取）。

超低延遲的極致效能新境界

從「全快閃儲存陣列」、「NVMe快閃儲存陣列」，再到「全SCM儲存陣列」的發展，象徵固態儲存應用即將進入一個新境界。

1ms等級（1000μs）以下的存取延遲，是全快閃儲存陣列的門檻要求，一般來說，透過全快閃架構，搭配存取機制的優化就能達到這個水準，一些較優秀的全快閃架構還可將存取延遲降到500μs以下。接下來若進一步結合NVMe介面與NVMe-oF傳輸架構，將可讓存取延遲達到100～200μs的水準，這也是NVMe快閃儲存陣列的效能層次。

而透過引進SCM所構成的「全SCM儲存陣列」，存取延遲則在100μs以下，甚至只有數十μs，比一般全快閃儲存陣列減少了數十倍的延遲，這是幾年以前無法想像的效能水準。有鑒於SCM帶來的巨大效能增長，在Dell EMC與部份新創廠商之後，可以預期未來將有更多廠商投入這個新的領域。