未来的NVMe固态硬盘外形

企业和数据中心应用程序中的 NVMe NVM Express™ （NVMe） SSD 部署正在激增，但出现了阻碍充分利用这些部署的复杂性。这些市场中的应用需要对 SSD 容量、性能、功耗、连接性、外形尺寸、热冷却、效率和 TCO 的不同需求。设计 SSD 以满足这些需求可能是一项具有挑战性的任务，需要仔细选择能够带来最大收益的 SSD 控制器。让我们关注 SSD 外形尺寸以及在设计过程中需要考虑哪些因素。

传统 NVMe SSD 外形 2.5 英寸 U.2 设计是最受欢迎的外形

之一，如今用于新的企业级 SSD，因为它利用了围绕硬盘驱动器 （HDD） 构建的服务器和存储系统。U.2 SSD 支持使用小型 （SFF-8639） 连接器的单端口或双端口 PCIe 接口，该连接器还与基于 SAS 和 SATA 的标准旋转磁盘和 SSD 兼容。 但是，最初为 HDD 创建的 2.5 英寸外形并不总是最适合 SSD 散热特性或目标容量。

另一个非常受欢迎的SSD外形是M.2。M.2 SSD 可用于笔记本电脑、启动驱动器或成本、尺寸、功耗和散热受限的应用。凭借 SSD“口香糖”尺寸，M.2 SSD 非常适合气流非常有限的低功耗应用。然而，M.2 SSD 的优势也是它的缺点，因为 M.2 SSD 由于其限制的尺寸和散热特性而无法扩展容量、功率和性能。

重新定义 NVMe SSD 外形规格 由于传统 NVMe SSD 外形规格的局限性，以及不断发展的服务器外形尺寸和连接器要求，出现了为未来 SSD 应用定义新外形规格的举措，其中包括更多的存储性能和容量，同时继续为不同的服务器配置提供一系列外形规格

。一些考虑因素包括：

1. 通用电路板尺寸、连接器和引脚排列，可扩展以支持不同的 PCIe 配置和散热要求

2.针对 NAND 闪存优化的运营效率、空间和容量方面的可扩展性

3.总拥有成本可降低运营和资本支出

4.能够以存储敏捷性支持一系列动态解决方案，并在不折不扣

的情况下提供高性能 5.可维护性和可管理性

面向未来的

NVMe SSD 外形 考虑到上述考虑因素，行业专家召集了采用一组新的企业级 SSD 外形规格，即企业和数据中心 SSD 外形 （EDSFF）。EDSFF由15家公司开发，致力于解决数据中心固态存储的上述问题。存储网络行业协会现在将新的外形规格定义作为 SFF 技术附属技术工作组 （SFF TA TWG） 的一部分进行维护。

E1.L

E1.L 外形旨在最大限度地提高 1U 服务器或存储阵列（JBOD、JBOF）中每个驱动器和每个机架单元的容量，具有卓越的可管理性和服务耐久性和热特性。有 x4 或 x8 PCIe 通道选项，同时垂直安装在 1U 机箱中，以允许每个驱动器的可扩展带宽，以及适用于各种电源和散热环境的散热器选项。它提高了数据中心的可维护性，设计为可热插拔和前端访问，内置于集成机箱中的 LED。

它还针对高容量和密集存储用例进行了优化。每个机架单元的高容量可以通过提供存储整合和更节能的存储 （TB/W） 来改善数据中心的总体拥有成本。

图 1：E1。L 外形

E1。S

E1。S 外形是适用于超大规模和企业计算节点和存储的灵活、高能效构建块。E1.S 外形小巧，仅比 M.2 长一点，但更宽，可容纳更多介质 （NAND） 封装，从而增加每个驱动器的容量。它垂直安装在1U机箱中，类似于E1.L.E1的不同变体。S 在功耗、性能、可扩展性和热效率方面提供了更高的灵活性。

图 2：E1。S 外形 E3

E3

外形有多个长度和高度选项，适用于 2U 垂直方向或 1U 水平方向，但适合垂直方向，并针对主流 2U 服务器进行了优化。与 E1 系列一样，它们是可热插拔/可维护的，与 U.2 相比，每个驱动器的容量更高。该器件通过增加电路板空间以允许更多的媒体站点和封装，最大限度地提高了 2U 机箱的空间利用率，与 U.2 单 PCB 设计相比，最多可增加 50%。长期前景是，E3可能是U.2服务器的真正继任者。与U.2 SSD相比，它将提供更高的功率和性能，在更高的PCIe速度（PCIe 5.0及更高版本）下提供更好的信号完整性，更好的冷却并降低系统基础设施成本。

图 3：E3 外形 Flashtec 系列支持未来的固态硬盘外形 Flashtec®® NVMe 3108 PCIe Gen 4 NVMe® SSD 控制器旨在支持多种外形，包括空间受限的传统 M.2 外形

和较新的 EDSFF E1。S 和 E1。L 外形规格。它支持这些以及更大的 PCIe 附加卡、EDSFF E3、U.2 甚至定制外形，适用于构建标准产品的 SSD 供应商或服务器 OEM、存储 OEM 和决定构建自己的定制驱动器和存储解决方案的超大规模企业。凭借其高度灵活和可编程的架构，NVMe 3108 控制器与八个支持 1.2GT/s 的闪存通道相结合，并结合强大的硬件加速 RAID 和异常强大的 ECC，为下一代高层数三级单元 （TLC） 和四级单元 （QLC） NAND 技术提供面向未来的支持。

Flashtec NVMe 3108 拥有超过 100 万次每秒 IO （IOP） 的随机工作负载和大于每秒 6 千兆字节 （GB/s） 的顺序带宽。该解决方案提供端到端企业级数据完整性，具有高可靠性和关键安全功能，包括使用硬件信任根进行安全启动，这是许多新数据中心基础设施的强制性要求。

《B154》 Flashtec NVMe 3108 与其老大哥 NVMe 3016 相得益彰，NVMe 3016 是一款 16 闪存通道控制器，可针对随机工作负载提供超过 200 万 IOPS 和超过 10 GB/s 的顺序带宽。

通过 Flashtec 固件开发加速工具（包括架构模拟器）实现 PCIe Gen 4 NVMe SSD 的快速设计，以实现独立于芯片的固件开发和调试。还提供Flashtec NVMe评估板以及补充软件开发套件（SDK）。

审核编辑：郭婷