由內建了4個SFF-8649埠的華擎EP2C602D16FM-8639主機板,搭配使用了LSI SandForce SF3700 Flash控制器的威剛 SE 1020SP固態硬碟組成。

LSI的SFF-8639介面PCIe SSD解決方案參考原型

3月26、28日這兩天,LSI陸續在北京和臺北兩地舉辦名為加速技術創新亞洲高峰會(Accelerating Innovation Summit),在臺北場的產品展示上,我們看到首款採用SFF-8639連接埠介面的PCIe SSD解決方案,如此一來,要用2.5吋磁碟形式的PCIe固態硬碟更方便。

這個SFF-8639的連接埠標準,是由負責制定I/O連接器規格的SFF委員會(Small Form Factor committee)主導,主要特色是能同時支援PCIe、SATA、SAS和SATA Express等4種規格的儲存裝置

SFF-8639連接埠介面改變SSD應用型態

使用擁有低延遲、高傳輸效能的PCIe介面作為傳輸通道,被視為解放固態儲存效能、促進固態儲存發展的關鍵環節,因為,唯有PCIe的高頻寬才能真正發揮固態儲存的效能。

然而受既有的PCIe物理規格所限,目前的PCIe固態儲存裝置大都採用板卡型式,不僅制約了應用型態,僅適用於伺服器內接應用,也難以擴充,SFF-8639連接埠正是針對這個問題的解決辦法。

SFF-8639是一種多協定、多功能連接埠,可兼用於單埠型式的SATA介面、雙埠型式的新一代SATA Express介面、雙埠型式的SAS介面、多線合一(Multi-Link)的SAS介面,以及最多4 Lane的PCIe介面,只要一種連接埠,即能通用於多種傳輸規格。

由於SFF-8639在相容於現有的SAS與SATA介面之餘,又提供了PCIe×4的連接線路,這也讓2.5吋磁碟機型式的PCIe SSD產品成為可能——可使用與現有2.5吋SATA/SAS磁碟機完全相同的裝置外型,但傳輸介面則走高速的PCIe通道,這種產品形態可帶來幾項優點:

  1. 將PCIe SSD產品從現有的板卡型式,轉換為成熟的2.5吋磁碟型式。

  2. 比起僅適用於伺服器內接的板卡型式產品,2.5吋磁碟型式產品的應用更方便、靈活,可方便地應用在伺服器機箱的內、外接應用,或是磁碟陣列、JBOD等外接儲存裝置上,可大幅擴展應用範圍。

  3. 有助於降低PCIe儲存設備的成本,從而大幅擴展PCIe SSD的應用。2.5吋磁碟型式是一種非常成熟的規格,當PCIe SSD藉由SFF-8639介面轉化為2.5吋磁碟型式後,伺服器或儲存廠商可很容易地將這種2.5吋磁碟型式的PCIe SSD結合到現有的產品機箱中——前端的磁碟機構與現有產品是完全相同的,只有後端連接線路不同而已,可沿用現有機箱與機構設計,只需更換控制器或背板即可。

  4. 在單一機箱內實現不同介面磁碟混插應用與分層儲存。利用SFF-8639介面,SAS、SATA或PCIe介面儲存裝置可統一為相同的2.5吋磁碟外型,從而可在相同的背板上同時介接低速、高容量的SATA機械硬碟、高可靠性的SAS硬碟,以及高效能的PCIe介面SSD,單一機箱內便能實現層低速到高速的分層儲存。

市面上首次展出的SFF-8639完整方案

LSI這次展出的SFF-8639介面解決方案,包括華擎EP2C602D16FM-8639主機板,以及威剛SE 1020SP固態硬碟。華擎EP2C602D16FM-8639是最早內建SFF-8639的主機板之一,內建了4個SFF-8639埠,而威剛SE 1020SP的外觀是採2.5吋磁碟型式,裡面使用了LSI SandForce SF3700 Flash控制器,是當前極少數採用SFF-8639介面的SSD。

就外形來看,威剛這款SSD和一般的SATA/SAS SSD完全相同,但搭配專屬的驅動程式安裝到華擎主機板上後,在Windows作業系統中顯示的裝置型態,我們看到它是列在PCIe匯流排項目下的原生PCIe裝置,而不像一般SSD裝置是列在磁碟裝置項目中,而這個現象顯示該款SSD實際上走的是PCIe通道。就這款SSD產品推出的時間來說,威剛表示,目前這整套解決方案仍屬於原型,距正式上市估計仍需數季時間。

SFF-8639產品與板卡產品互為補充

然而,SFF-8639介面PCIe SSD的出現,並不代表將完全取代既有的板卡型式PCIe SSD產品。

「它們各有適用領域 !」LSI資料中心解決方案事業群資深副總裁暨總經理Tom Swinford表示,新問世的SFF-8639介面PCIe SSD,與板卡型式PCIe SSD之間的關係,是互為補充,而非以前者取代後者。

Swinford指出,SFF-8639介面PCIe SSD可製成2.5吋磁碟型式,更適合一般應用;而板卡型式PCIe SSD則有尺寸較大、可用面積較大的優勢,可在板卡上容納更多Flash顆粒、並結合一些存取最佳化的設計,更適合高效能運算需求,也更便於因應不同的需求客製化。

換句話說,可製成標準的2.5吋磁碟型式,固然是SFF-6639介面PCIe SSD的最大優勢,卻也形成了先天局限,2.5吋磁碟的外型尺寸比板卡小了許多,能容納的Flash顆粒數有限,也較不容易視需要調整控制器晶片架構,而且SFF-8639目前最高只能支援×4的PCIe,這都限制了效能的發揮。

反之,板卡型式的PCIe SSD則能藉由板卡更大的面積,更靈活地調整Flash顆粒與控制器晶片配置,而且板卡採用的PCIe匯流排也不會被局限在×4規格,必要時可改用×8,甚至×16 lane的規格。

因此SFF-8639介面的實用化,將促成PCIe SSD朝向兩個方向各自發展:一為採用SFF-8639介面與2.5吋磁碟規格的通用型PCIe SSD。另一為既有板卡型式的PCIe SSD,適用於高效能與專屬客製化應用。

SFF-8639介面特寫

這是我們第一次見到SFF-8639連接埠的實體,就外型來看,比現有的SAS/SATA埠更長一些。

 

採用8639埠的PCIe SSD

威剛SE 1020SP是當前極少數採用SFF-8639介面的SSD,就外形來看,和現有的2.5吋SAS/SATA SSD完全相同,實際上走的卻是PCIe 2.0×2的傳輸通道,傳輸通道的速率上限可達1,000MB/s。若將控制器晶片換成支援PCIe 2.0×4的版本,更可支援2,000MB/s的頻寬。

SFF-8639多功能磁碟連接介面的配置

SFF-8639連接頭介面可兼用於現有的SATA、SAS介面,以及新的SATA Express與PCIe等介面,有效簡化介面卡、磁碟控制器背板設計,一種連接埠即可用於連接多種介面的裝置。圖片來源:SATA-IO


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