從邊緣到核心，PCIe Switch需要貴人相助！

在快閃記憶體市場上，NVMe發展速度可以用出乎意料來形容，總之普及速度超快。在我看來，原因也很簡單，當SSD解決了磁碟低I/O 性能的問題，這個瓶頸消失後，iSCSI存儲傳輸協議的瓶頸，特別是時延的問題就會凸顯出來。從技術上，NVMe專門針對SSD的特點而設計，解決了存儲傳輸協議，NVMe SSD成為伺服器標準配置，這是時代的選擇。

NVMe SSD也會帶來新的問題，例如PCIe插槽的擴展問題，對此PCIe Switch會是順理成章的事情。但讓人完全預料不到的是：PCIe Switch的價值不限於此，它還有更核心更重要的定位。這也是「大話存儲系列圖書及同名公眾號作者冬瓜哥在2017中國快閃記憶體峰會主題演講所傳遞的信息。

採用傳統的架構設計方式，CPU是核心，內存、SSD、 網卡以及GPU等通過CPU進行控制和調度，在這種模式下，數據首先要傳遞給CPU內存，GPU相關應用中，GPU要到CPU 內存來讀取數據，在這個過程中 ，內存和網路訪問就會成為瓶頸。冬瓜哥指出，CPU擅長邏輯控制，類似比特幣挖礦這類的應用，主要依靠GPU的計算能力，數據經過CPU，有些多此一舉。

有沒有更加理想的模式呢？對此，冬瓜哥給出了如下架構模型。

新的模型以PCIe Switch為核心進行鏈接。CPU仍然擔任邏輯控制和調度，但是數據傳輸透過PCIe Switch直接連接，其效率更高。

新設計模型的思想和網卡協議卸載、RDMA的思想有些類似，核心都是針對特殊的應用需求（例如存儲），Bypass掉CPU、或者OS，縮短路徑，提升效率。傳統模型主要針對通用場景設計，針對特殊的場景，其應用效率不高。與之相比，新的模型顯然更加具有競爭力。

從PCIe Switch擔任核心效果看，成效顯著。以GPU家督圖像搜索應用為例，採用傳統方式，數據讀取速度為1.90GB/S，主機內存（CPU）相對使用率為5230；對比新的方式，速度為2.50GB/S，主機資源佔用率僅為1。圖像處理速度方面，傳統方式為312.5像素點/秒，其主要瓶頸在主機內存；與之相比，新的模式為534.2像素點/秒，圖像處理的速度完全取決於GPU的能力。

無獨有偶。同樣在2017中國快閃記憶體峰會上，啟示錄技術服務公司創始人張廣彬在演講中披露，Intel下一代處理器（skylake）會集成NVMe RAID 控制器（RSTE），未來IO路徑更短，計算能力更強。因此，CPU會集成更多的功能，但與此同時，設備廠商也希望更多Bypass掉CPU。這是一場有關控制力的爭奪。PCIe Switch要從邊緣到核心，CPU將是其強大對手和阻力。

毫無疑問，但PCIe Switch的角色從邊緣演變為核心，效果顯而易見。PCIe Switch已經散發出王者氣息，但要想成為真正的王者，PCIe Switch顯然還有一段艱難旅程，誰會成為PCIe Switch真正的貴人呢？！還是靜觀其變吧！

（註：本文圖片來自冬瓜哥主題演講PPT，經同意使用。）

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