布赖恩最近主持了一个 杰森阿德里安的播客，OCP 存储项目的联合主席和 Azure 的硬件负责人，他们讨论了存储解决方案的未来。 讨论的主要话题是多功能的 E1.S 外形。 根据我们的谈话，如果您对这项技术的前景不感到兴奋，您可能应该感到兴奋。
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什么是 E1.S？
E1.S 外形规格（松散地称为“标尺”）几年前问世，主要是为了在微型（略大于 M.2 驱动器）外形规格内为超缩放器提供有关性能和密度的一些灵活性。 现在，它希望对计算和存储市场产生更广泛的影响。
一开始，使用的是 E1.L（一种更大的“标尺”外形）。 虽然它具有 10 TB 的容量，但在性能类别中表现不佳。 M.2 驱动器被用于性能工作负载，但它们也有局限性，主要是在散热和可维护性方面。 Ruler SSD 的早期也存在物理尺寸过多的问题。
虽然 E1.L 将有容量存储空间，但它主要用于需要长尺提供的密度的超大规模部署。 对于包括企业在内的大多数其他人来说，E1.S 将是容量和性能的完美结合。 一般来说，E1.S 作为下一个将在数据中心取代 U.2 的 SSD 外形规格处于领先地位。 还有其他竞争者，但没有一个像 E1.S 那样得到广泛支持。
E1.S的不同尺寸
早在 2019 年，就有许多不同尺寸的 E1.S 外形尺寸，它们要么太大（给云服务器带来了房地产问题），要么由于大量的散热器要求而无法达到最佳性能。 E1.S 的目的是让它持续一代以上。
最终实现的是许多超大规模厂商的计划，将短尺标准化为 15 毫米尺寸（与 U.2 相同的 z 高度），以便 OEM 可以轻松采用并从中受益。 这种标准化也让 SSD 供应商更容易。 他们现在可以只锁定一种外形尺寸，而不是创建和支持多个短尺解决方案，而不是可能订购足够体积以保证额外尺寸的特定云。
E1.S 的尺寸优势至关重要。 目前，您实际上只能在一个 10U 服务器机箱中安装 2 个 U.1 驱动器，而无需进行中板或其他艰巨的工作。 借助 E1.S，服务器设计人员可以在一个 24U 系统中安装 1 个前置驱动器，这些驱动器都可以热插拔，具有轻型 ID，这是 OEM 和超大规模企业都需要的企业功能。 最终，E1.S 允许密度更高的 1U 服务器具有惊人的性能配置文件。
尽管 E1.S 规范具有五种不同的尺寸选项，但它们都使用相同的 PCB 长度和连接器。 这意味着兼容性不是问题。 版本之间的唯一区别是散热器尺寸，这使它们能够输出不同级别的性能。 例如，对于只需要大容量启动驱动器或通用 SSD 的组织，E1.S 具有两个可以嵌入主板的无壳版本。 唯一的缺点是它们不容易热插拔，除非您连接散热器，否则不能用于高性能。
25mm 设计与 15mm E1.S 的示例
其他三种规格（9.5 毫米、15 毫米和 25 毫米）适用于要求更高的高性能用例。 9.5mm，用于前端服务服务器或存储系统，是三者中密度最高的解决方案； 尽管随着工作强度的增加，温度会开始升高。
为避免潜在的节流，15 或 25 毫米变体是这些情况下的最佳解决方案。 当然，从设计的角度来看，15 毫米处于领先地位，因为这是服务器供应商（和客户）满意的 z 高度。
为什么 E1.S/L 还没有被采用？
E1 外形规格并不是一项新技术。 尽管它已经存在了过去几年（Supermicro 发布了一些系统 支持外形），它仍然没有被广泛采用。 为什么是这样？
对于 E1.L，这主要归结为需要。 没有多少人希望购买 16 个左右的 32-1TB SSD 并将它们放入单个系统中。 虽然这在超大规模空间中肯定是需要的，但企业部门的绝大多数组织都没有使用这种规模的东西，因此没有必要创造需求。 E2.L 是一个以超大规模为中心的解决方案。 即使使用 U.30 SSD，我们也看到了类似的缺乏采用情况，XNUMXTB SKU 根本没有向企业销售。
今天，OEM 空间有一系列不同的系统尺寸； 1U、2U、4U、刀片等。 因此，必须有很多动力才能采用全新的外形。 例如，插槽不兼容意味着企业将需要适配器来移动它们，这不是运行服务器的有效方式——无论是从成本还是管理方面。 例如，戴尔 尝试制作 1.8" 固态硬盘， 从未起飞。 然而，随着云组织开始引入更多数量的 E1.S 外形驱动器（其中包括 16TB 型号及更高型号在不久的将来), 原始设备制造商可能会更有动力开始广泛采用新的驱动技术。
戴尔、HPE 和其他公司开始为这种采用做出贡献，这有助于统一而不是分散市场。 看到对企业真正有意义的系统配置不要感到惊讶，这可能会帮助他们超越 U.2。
值得庆幸的是，前置背板是唯一需要开发的主要组件，因为后端的大部分内容将保持不变，尽管可能需要更多的功率。 对于在转向 E5.S 之前等待 PCIe Gen1 更新的主要原始设备制造商来说，这也是一个巨大的设计机会。 未来的服务器设计可以减少布线需求，SSD 连接可以直接连接到主板，因此服务器设计可以大大简化。
不过无需等待，像 Viking 这样的动态系统构建者已经在这样做了。 在下图中，您可以看到他们的 NVMe E1.S 服务器未盖上盖子的渲染图。 在这种情况下，SSD 连接到一个驱动器平面，该驱动器平面呈现给后面的双服务器。 这种设计非常优雅，系统中根本没有一根电缆。
E1.S 与 M.2
两种外形尺寸之间存在三个重要区别：热保护功能、容量和易用性。 而 M.2 能够 用于超大规模数据中心，它肯定不是最有效的配置类型。 适配器、散热器和热界面材料都需要将温度保持在足够低的水平，以便它们能够达到所需的性能。
使用 Gen3 M.2 SSD，您可能需要 载体卡 保持 M.2 驱动器凉爽； 但是，在某些工作负载中，没有它们也是可以管理的。 但是随着 Gen4 和 Gen5 的最终出现，驱动器功率显着增加（从 8W 一直到 15-20W），这意味着您不能将 M.2 驱动器垂直堆叠在一起。 您绝对需要在每个驱动器上安装某种类型的散热器，从而使服务器空间成为一个问题。
另一方面，E1.S 具有内置散热器和热界面材料，因此无需额外干预即可保持所需性能。 这意味着不必为了降低温度而降低性能，这一点非常重要，因为组织希望充分利用潜在性能。 该技术现在可用于完全利用 Gen4（CPU、网络端口），而 E1.S 15mm 外形尺寸能够处理它。
驱动器管理也存在巨大差异。 要更换服务器中的载卡（或主板上嵌入的 M.2 驱动器），通常是一个漫长而烦人的过程。 通常没有在线可维护性，这意味着无法避免停机。
首先，您必须关闭系统电源，并将其从服务器机架中完全移除。 然后你必须从背面拔出卡，从 M.2 驱动器上取下散热片，组装新的 SSD（包括热界面材料和散热片），将其放回插槽中，然后打开服务器。 您实际上是在进行整个系统安装，以简单地更换单个 M.2 驱动器。 对于超大规模空间，他们希望所有维护都能高效在线完成。 企业当然也可以从中受益。
E1.S 外形使其变得简单：因为它们安装在系统的前端，所以就像简单的驱动器交换一样简单。 您甚至可以拥有一个前置引导或缓存驱动器（之前隐藏在系统内部），以保持几乎所有的热服务。
从成本的角度来看，企业可以节省大量的时间和金钱。 您的服务器环境越大，由于纯粹的密度改进，您就越有可能从 E1.S 中获益。
E1.S 的一项更细微的功能是内置于 SSD 中的绿色/琥珀色 LED，这是其他一些外形因素所缺少的。 它还具有安装位置，用于安装闩锁机构，但消费者需要自行添加闩锁。 有趣的是，三星去年提出了一个开源选项，用于 OCP 存储的免工具闩锁。
最终，E1.S 将允许构建更有趣的服务器。 例如，我们在 StorageReview 实验室中有一个 Supermicro 系统，它由仅容纳三个驱动器插槽的半刀片模块组成：一个 SATA 引导驱动器和两个 NVMe SSD。 这对于它所针对的工作负载类型来说很好； 然而，与当前的三驱动器构建相比，使用 E1.S，系统可以轻松地在这个微型服务器刀片中安装六到八个这样的驱动器。 从存储的角度来看，这有可能极大地改变您可以做的事情。
那么，M.2 死了吗？
讨论的一个更大的话题是 M.2 连接器是否会从新系统中消失。 Jason认为，就OEM和企业而言，肯定会。 比您想象的更快，距离广泛采用可能只有 18 个月的时间。
在 Brian 和 Jason 的讨论中，PCIe Gen5 被认为是 OEM 和数据中心的 E1 和 E3 外形规格的转折点。 看看这是否也会发生在客户端空间和工作站/高端台式机市场也很有趣，尽管对于这些市场来说有点复杂，因此完全采用新形式可能需要更长的时间因素。
结论
自 OCP 批准 15mm 外形尺寸以来已经将近两年了，并且已经有 8 家不同的供应商按照该规格制造驱动器。 这意味着您将看到更多的高密度服务器和存储系统，它们将在 IOPS 密度方面设立新的标准，并且非常注重可维护性。 更具体地说，Jason 表示，在使用即将推出的 PCIe Gen 15 SSD 时，E1.S 外形尺寸的 25mm 变体将凭借其 5W+ 的能力实现一些令人难以置信的性能数字。 简而言之，我们离这项新技术只差一代服务器了。 现在是开始认真计划在您的数据中心实施 E1.S 的时候了。
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