揭秘！基于MRAM和NVMe的未来云存储全景！

在去年的全球闪存峰会上，全球MRAM存储芯片龙头Everspin的BD总监Pankaj Bishnoi分享了怎样用MRAM和NVMe SSD构建未来的云存储。

STT-MRAM有几大优势可以作为异常掉电数据缓存的介质：

1.   非易失性存储器，比SRAM或者DRAM强；

2.   容量比较大，单颗已经可以做到1Gb；（怎么不说很贵呢）

3.   性能超强，采用DDR4接口，带宽可以到2.7GB/s；

4.   寿命很长，擦写次数几十亿次！几乎一辈子用不完；

5.   超低延迟；

6.   数据保存期很久：85度高温下数据可以保存10年以上；

7.   数据错误率低；

8.   可靠性强。

后面两个优点不是MRAM本身的优点，是Everspin自卖自夸数据保护技术。MRAM适合NVMe SSD的下列场景，PCIe SSD、NVMe-oF、全闪存阵列：

NVMe SSD场景

MRAM为NVMe SSD，尤其是QLC做缓存有以下优势：

有了MRAM之后，NVMe SSD内部的架构变成了下面这种样子，数据缓存使用MRAM，而DRAM依然是FTL映射表存储：

NVMe-oF场景

为什么数据中心要使用NVMe-oF？有以下优势：

1.   实现低于1微秒的数据传输，跳过内核、跳过主机CPU和内存、可以P2P传输；

2.   把CPU计算任务分摊到专用计算芯片或者存储控制器；

3.   读写带宽更高；

4.   服务器可以更简单、省电，不用昂贵的X86 CPU，用ARM CPU就够了。

下图是传统的NVMe-oF的数据流，要通过系统内存和CPU再进入NVMe SSD，读写延迟比较长。

如果使用了MRAM作为智能网卡上的缓存，数据可以直接通过P2P传输给NVMe SSD，这样跳过了系统内存和CPU，延迟大为缩短，性能也大幅提升。

MRAM用在全闪存阵列

在全闪存阵列的存储控制器中，MRAM可以作为缓存加速，提升性能和可靠性，同时不需要额外的电池或者电容。

未来的数据中心存储长这样？

未来以NVMe SSD和NVMe-oF为基础的云存储硬件架构如下图，其中MRAM可以用在网卡缓存、NVDIMM、全闪存阵列加速和NVMe SSD内部。