去掉DRAM　PCIe固态硬盘有望普及 (bios关闭pcie4.0)

近几年，SSD发展势头凶猛，特别是消费级和企业级SSD均有显著的增长。在年第四季度，已经有超过%notebook开始采用消费级SSD。另外，还有很多国产品牌撑起了消费级SSD零售重担。

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　　现在消费级市场上的SSD主要有两种，一种是SATASSD，另外一种则是PCIeSSD。其中，SATASSD依旧是市场主导。但是，与SATASSD相比，PCIeSSD的性能有成倍的提升，在当下，NVMe/PCIe已成为时代的趋势。估计在年，市场上采用PCIeGen3的SSD将达到%。

　　既然，PCIeSSD发展这么好，为啥在市场上还不能普及？归根结底，就是一个字：贵！　　消费级SSD市场面对的是终端用户，而非数据中心等企业用户。消费级SSD*户，在换SSD之前用的都是机械硬盘HDD，换了SATASSD之后，性能也会有显著的提升，如非性能发烧友，何必花大价钱换PCIeSSD呢？所以，最终造成的情况就是，PCIeSSD在消费级市场只是高端旗舰电脑或者有钱人的选择，寻常百姓只能望而却步。　　为了改善这种尴尬的局面，SSD厂家就开始动脑筋了，不是PCIeSSD成本高嘛，那好，我把DRAM颗粒去掉，做成DRAM-LessPCIeSSD.很显然，省掉了DRAM芯片，成本自然下降了，对PCIeSSD的普及起到积极的促进作用。　　英雄所见略同！DRAM-LessPCIeSSD已经成为了众多SSD厂商的选择，主控厂商也相继发布支持DRAM-Less的PCIe主控芯片，如Marvell的NV，慧荣科技的SMXT等。　　在PCIeSSD去掉DRAM之后，SSD端就少了缓存，为了减少缺省DRAM所带来的性能下降，人们又想到了HostMemoryBuffer(HMB,主机内存缓存区)。在NVMe1.2Spec开始引入HMB功能，不过，这个功能是optional，并不是必须的。HMB功能的作用就是在主机的DRAM内存中留出一块缓存区专门供SSD运用，如下图：

不过，对于HMB有几点需要注意：(1)HMB功能由Host*纵，Enable或者Disable;(2)初始化阶段，Host需要向controller提供一份"可用内存记录表",以告知Controller，Host哪段内存是供SSD专属运用的；(3)主控负责对Host提供的那段内存进行初始化；(4)在关机或者RTD3或者其他要求Host重新分配内存的事件发生之前，Host需要告知Controller释放那段专属的内存空间；(5)Device允许向Host要求最小分配内存空间；(6)在发生意外插拔时，Controller需要确保数据没有遗失或者损毁。　　理解了HMB的概念，那HMB到底对SSD有没有好处呢？我们让数据说话。　　顺序工作负载

　　从上图顺序读和顺序写的性能表现来看，HMB对顺序工作负载的性能影响不大，作用可以忽视。　　随机工作负载

　　对于随机读，HMB对SSD性能提升效果显著，特别是GBSSD，加入HMB之后，性能提升了%，全盘读性能也提升了%。

　　对于随机写，HMB对SSD性能提升的效果更加显著，GBSSD的随机写性能直接跃升5倍之多。通过上述实验对比发现，HMB对顺序工作负载基本没有效果，对随机工作负载的提升效果极大。那么，这里，我们在思考一个问题：HMB的大小对随机工作负载有影响吗？答案是肯定的，看下图：

　　从上图发现，当HMB的大小为MB时，SSD的随机工作负载效果最佳。　　HMB是好，但能完全信任吗？　　在HMB注意事项里，我们提到"在发生意外插拔时，Controller需要确保数据没有遗失或者损毁。"在HMB里面存在的内容主要有：数据，mappingtable,metadata等，如果发生数据遗失或者损毁，那么对用户来说，肯定是不愿意接受的。

　　为了保护HMB里面内容，那就需要请出End-to-End数据保护这位大神了，在这里，E2E就不再展开咯，具体参考NVMeSpec。

　　写在最后　　PCIeSSD有了DRAM-Less和HMB之后，可以保证成本下降的同时，性能依然保持足够的竞争力。