[译]OpenExpress：面向未来快速NVMe设备的开源研究框架
nvme控制器技术对于学者而言可能既困难又昂贵。现在，新的开源选项可以帮助ee学生为新的存储设备制作原型。
在7月的2020 usenix年度技术会议（usenix atc）上，韩国高级科学技术研究院（kaist）的电气工程师宣布了一种名为openexpress的可免费使用的新nvme控制器技术。
openexpress的主要硬件ip内核。图片由kaist的myoungsoo jung教授提供 他们说，这项技术有潜力帮助学术研究人员开发更快的存储设备，而不会消耗他们的预算。kaist团队解释说，这项技术为研究人员提供了一个开放源代码硬件框架来开发nvme设备。
非易失性内存express（nvme） 研究称，nvme被广泛的存储和非易失性存储器子系统用作快速i / o通信接口。
它是为基于外围组件互连-表达（pci-e）接口的高性能存储设备而设计的，旨在替代串行at附件（sata）协议。sata是为处理硬盘驱动器（hdd）上的数据而开发的，在固态驱动器（ssd）中的性能不足。
pcle接口连接cpu和ssd。图片由western digital提供 与使用sata相比，固态硬盘中的数据处理速度几乎快六倍，因此nvme迅速成为超高速和大容量数据处理的首选协议。它还用于各种基于闪存的信息存储设备中。
学术界对nvme控制器的短缺 工业界通过为高速nvme控制器保护自己的知识产权（ip）来利用它，并探索nvme存储卡对软件堆栈的挑战。但是，对于学术界而言，nvme控制器ip并不广泛，因为，也许可以理解，科技公司渴望保护它。
商用nvme控制器的示例—在本例中为microchip的16通道第4代pcie闪存控制器。图片由microchip提供 尽管研究界有充分的理由要求开放源代码硬件框架为nvme设备构建新的控制器。尽管有少数公司确实提供访问权限，但是它的价格很高，可以很容易地扩展到每月六个数字。
适用于大学的开源nvme控制器技术 为了解决这个问题，kaist的研究团队开发了nvme控制器技术，该技术以硬件自动化的形式实现了ssd的并行数据处理。
该控制器由一系列基本硬件ip和关键的nvme ip内核组成。为了证明其性能，该团队使用openexpress（oe）构建了nvme硬件控制器原型，并设计了oe提供的所有逻辑以使其在高频下运行。
新技术的原型板和openexpress平面图。图片由kaist的myoungsoo jung教授提供 使用oe开发的现场可编程门阵列（fpga）表现出更高的i / o数据处理能力，支持高达7 gbps的带宽。研究人员声称，与英特尔的新型optane ssd相比，fpga还显示出76％的带宽增加和68％的i / o延迟降低。
与英特尔的optane ssd相比，使用openexpress构建的fpga的度量标准。图片由kaist的myoungsoo jung教授提供 从理论上讲，这使其适合研究超高速和大容量存储设备。
根据oe开源最终用户协议，所有大学和研究机构均可免费使用和修改nvme控制器以用于非商业用途。这对于研究与nvme控制器兼容的下一代存储设备非常有用。
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pcle接口连接cpu和ssd。图片由western digital提供 与使用sata相比，固态硬盘中的数据处理速度几乎快六倍，因此nvme迅速成为超高速和大容量数据处理的首选协议。它还用于各种基于闪存的信息存储设备中。
学术界对nvme控制器的短缺 工业界通过为高速nvme控制器保护自己的知识产权（ip）来利用它，并探索nvme存储卡对软件堆栈的挑战。但是，对于学术界而言，nvme控制器ip并不广泛，因为，也许可以理解，科技公司渴望保护它。
商用nvme控制器的示例—在本例中为microchip的16通道第4代pcie闪存控制器。图片由microchip提供 尽管研究界有充分的理由要求开放源代码硬件框架为nvme设备构建新的控制器。尽管有少数公司确实提供访问权限，但是它的价格很高，可以很容易地扩展到每月六个数字。
适用于大学的开源nvme控制器技术 为了解决这个问题，kaist的研究团队开发了nvme控制器技术，该技术以硬件自动化的形式实现了ssd的并行数据处理。
该控制器由一系列基本硬件ip和关键的nvme ip内核组成。为了证明其性能，该团队使用openexpress（oe）构建了nvme硬件控制器原型，并设计了oe提供的所有逻辑以使其在高频下运行。
新技术的原型板和openexpress平面图。图片由kaist的myoungsoo jung教授提供 使用oe开发的现场可编程门阵列（fpga）表现出更高的i / o数据处理能力，支持高达7 gbps的带宽。研究人员声称，与英特尔的新型optane ssd相比，fpga还显示出76％的带宽增加和68％的i / o延迟降低。
与英特尔的optane ssd相比，使用openexpress构建的fpga的度量标准。图片由kaist的myoungsoo jung教授提供 从理论上讲，这使其适合研究超高速和大容量存储设备。
根据oe开源最终用户协议，所有大学和研究机构均可免费使用和修改nvme控制器以用于非商业用途。这对于研究与nvme控制器兼容的下一代存储设备非常有用。
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