Интерфейс NVMe в представлении не нуждается. За годы, прошедшие с момента его появления на рынке накопителей и систем хранения данных, он доказал свою жизнеспособность во всём, что касается работы с энергонезависимой памятью. Сегодня накопители NVMe становятся всё более и более популярными, что неудивительно из-за высокой производительности и низкого уровня задержек. Но контроллеры NVMe, как правило, являются устройствами с закрытой архитектурой. Корейский институт передовых технологий (KAIST) хочет положить этому конец.
Первая публичная спецификация NVMe была выпущена 1 марта 2011 года, а первой по-настоящему «серьёзной» версией стала 1.1, опубликованная 11 октября 2012 года. В ней уже были реализованы такие возможности, свойственные серверным накопителям, как многопутевой ввод-вывод, разделяемое пространство имён и многое другое.
Но хотя сам стандарт и не является закрытым, аппаратная и программная части реализации контроллеров NVMe до недавнего времени таковыми не являлись. Корейский институт передовых технологий (KAIST) опубликовал заявление о разработке стандарта Open Express, первого открытого описания реализации контроллера NVMe, причём, речь идёт не только о программном обеспечении, но и о первых в мире открытых аппаратных модулях NVMe.
Глава проекта, профессор Юнг Мён Су (Myoungsoo Jung), возглавляющий в KAIST лабораторию компьютерных архитектур и подсистем памяти (CAMELab) отметил, что стоимость обычных IP-блоков NVMe, сопоставимых по возможностям с OpenExpress, легко может достигать $100 тысяч за единичную лицензию, но для академических и некоммерческих целей OpenExpress полностью бесплатен и доступен для загрузки и изучения.
Прототип накопителя на базе OpenExpress уже демонстрирует производительность более высокую, нежели Intel Optane, что, несомненно, является очень серьёзным достижением. Речь идёт о скоростях чтения порядка 7 Гбайт/с на накопитель, причём эти результаты достигнуты на имеющемся аппаратном обеспечении, без специализированного под OpenExpress «кремния», на базе ПЛИС. На операциях записи его показатели несколько хуже, но составляют порядка 4,7 Гбайт/с, причём речь идёт о случайных операциях. Все операции с данными, предусмотренные стандартом NVMe, выполняются полностью аппаратно и автоматически.
Столь впечатляющие цифры могут быть вызваны тем, что прототип использует для эмуляции флеш-массива обычные модули DDR4, а с реальной памятью NAND результаты могут отличаться; впрочем, потенциал OpenExpress, наверняка сдерживается и возможностями ПЛИС, работающей в частотном диапазоне 150 — 250 МГц. Реальный «кремний» может показать более впечатляющие результаты, но даже прототип опережает другие накопители в тех же тестовых сценариях. Более подробное описание нового стандарта доступно здесь, а заявку на загрузку данных можно оставить на сайте CAMELab.