Con el rápido desarrollo de negocios como la computación en nube, big data, inteligencia artificial y virtualización, los centros de datos tienen una demanda cada vez más fuerte de almacenamiento de alta capacidad, alto rendimiento y alta densidad. El sitio web tradicional Unidades de estado sólido (SSD) utilizados en servidores o dispositivos de almacenamiento -como el M.2 comunes en los PC de consumo, o las SSD U.2/U.3 de 2,5 pulgadas habituales en empresas/servidores- tienen dificultades para cumplir los requisitos integrales de los centros de datos de nueva generación en cuanto a rendimiento, densidad, refrigeración y facilidad de mantenimiento. Para hacer frente a estas limitaciones, ha nacido un nuevo estándar diseñado específicamente para entornos empresariales y de centros de datos: EDSFF.
¿Qué es la EDSFF?
El nombre completo de "EDSFF" es "Enterprise and Datacenter Standard Form Factor". Al unificar las especificaciones de tamaño mecánico (factor de forma) e interfaz (conector/pinout/alimentación/señal), EDSFF permite que las SSD de distintos fabricantes y con diferentes especificaciones (tamaño/alimentación/disposición) se puedan utilizar indistintamente en chasis, bastidores y placas base de servidores estandarizados, lo que simplifica el diseño, la implantación y el mantenimiento del sistema. En resumen, EDSFF es una "nueva forma de cuerpo y un nuevo estándar de interfaz" para las SSD, hecha a medida para los modernos centros de datos y entornos de almacenamiento empresarial, teniendo en cuenta tanto el alto rendimiento como la densidad, la refrigeración, la escalabilidad y la comodidad operativa.
Tipos de EDSFF
La EDSFF no es una única especificación, sino una "familia". Actualmente, existen dos series principales: E1 y E3. Cada serie tiene además factores de forma Corto y Largo (sufijo .S y .L). Este diseño de especificaciones múltiples pretende cubrir las necesidades de distintos tipos de servidores/sistemas de almacenamiento. A continuación se presentan las especificaciones principales y sus usos y características adecuados:
Serie E1: Unidades SSD de tipo "regla" para almacenamiento de alta densidad y escalabilidad
E1.S:Es la más corta de la serie E1. Utiliza montaje vertical, se adapta a chasis de 1U (servidores de bastidor estándar con una altura de aproximadamente 1U), utiliza carriles PCIe x4 y es compatible con el protocolo NVMe. En comparación con la M.2 tradicional, es más adecuada para su uso en centros de datos porque ofrece un mejor diseño de refrigeración y una mayor densidad de almacenamiento. El factor de forma E1.S suele ser compacto, pero al estar diseñado para servidores, permite encajar un mayor número de unidades en un chasis de 1U, logrando una alta densidad de almacenamiento. Por ejemplo, algunos fabricantes indican que se pueden cargar de 6 a 12 unidades SSD E1.S en un chasis de 1U. Basándose en este diseño, E1.S es especialmente adecuado para escenarios de aplicación en los que "el espacio es limitado pero se desea una alta densidad de almacenamiento", como el almacenamiento en la nube a gran escala, los sistemas de almacenamiento de escalabilidad horizontal o las configuraciones de servidores periféricos/de alta densidad.
E1.L:Se trata de la versión "larga" de la serie E1, también conocida como especificación "regla". Su longitud es mucho mayor que la de la E1.S (unas tres veces mayor), por lo que puede alojar más chips flash NAND, lo que proporciona una mayor capacidad. E1.L es muy ventajoso para situaciones en las que se desea desplegar almacenamiento masivo dentro de un único bastidor de servidor. El objetivo de diseño de E1.L es maximizar la capacidad de almacenamiento por rack. En algunas configuraciones, el uso de E1.L puede alcanzar niveles asombrosos de capacidad de almacenamiento bruta por unidad de rack. Por lo tanto, E1.L es muy adecuado para infraestructuras de almacenamiento de gran capacidad, como grandes clústeres de almacenamiento distribuido, almacenamiento en frío, sistemas de archivo o entornos de centros de datos que requieran unidades SSD de alta densidad y capacidad.
En general, la serie E1 se inclina más hacia el propósito de "alta densidad, alta capacidad, alta escalabilidad, alta utilización del rack."
Serie E3: Para entornos de servidores empresariales y de uso general de alto rendimiento.
E3.S:El tamaño de esta especificación es similar al de las unidades SSD tradicionales de 2,5 pulgadas (por ejemplo, U.2), lo que facilita su adaptación a servidores que ya disponen de bahías de unidad y placas base de 2,5″. E3.S admite diseños más anchos, entre los que se incluyen anchos comunes de un solo ancho (unos 7,5 mm) o de doble ancho/doble grosor (por ejemplo, 16,8 mm), para adaptarse a diferentes necesidades de alimentación, refrigeración y capacidad. Dado que mantiene un tamaño similar a los factores de forma tradicionales al tiempo que adopta el diseño de interfaz EDSFF, E3.S es una "modernización" de las antiguas SSD U.2/U.3 en entornos de servidores empresariales tradicionales. Equilibra el rendimiento, la refrigeración y el control de la alimentación. E3.S es adecuada para servidores empresariales que desean mejorar el rendimiento, el ancho de banda y la estabilidad sin modificar significativamente las estructuras de chasis y bastidores de los servidores. Para cargas de trabajo tradicionales como informática empresarial, bases de datos, virtualización y matrices de almacenamiento, ofrece una ruta de actualización sin complicaciones.
E3.L:Se trata de la especificación "larga, grande y de gran capacidad" de la serie E3. En comparación con la E3.S, puede proporcionar un mayor presupuesto de energía (algunas especificaciones admiten una fuente de alimentación de hasta 70 W), lo que permite alojar más chips flash y aumentar la capacidad y el rendimiento. Este tipo de SSD se utiliza normalmente en servidores 2U o en entornos con grandes exigencias de capacidad y rendimiento. Para aplicaciones empresariales que requieren alto rendimiento, E/S simultáneas y almacenamiento de gran capacidad (como grandes bases de datos, almacenamiento en caché de alta velocidad, plataformas de IA/grandes datos/análisis, grupos de almacenamiento virtualizado, etc.), E3.L ofrece una opción que equilibra el rendimiento moderno con la compatibilidad tradicional.
En resumen, la serie E3 se inclina más hacia los entornos de servidores empresariales/de uso general tradicionales; si no busca la máxima densidad/escalabilidad, pero desea un mejor rendimiento, una refrigeración más fiable y una mayor capacidad en la infraestructura existente, la E3 sería una opción más adecuada.
Intención de diseño y ventajas de la EDSFF
El uso de EDSFF en lugar de las especificaciones de SSD tradicionales (como M.2, U.2/U.3) ofrece muchas ventajas importantes. Estos son los puntos principales y por qué son cruciales para los centros de datos.
Densidad de almacenamiento y escalabilidad mejoradas
Las unidades SSD tradicionales de 2,5 pulgadas (U.2) o M.2 a menudo se enfrentan a problemas como la falta de espacio en el bastidor, el número limitado de bahías de unidad y placas base, y la escalabilidad restringida cuando se trata de despliegues de almacenamiento a gran escala. EDSFF rediseña el factor de forma y el método de conexión de las SSD, lo que permite instalar más SSD en el mismo espacio o en uno menor. Por ejemplo, utilizando la serie E1 (especialmente E1.L), se puede colocar un gran número de SSD por unidad de rack, lo que aumenta significativamente la capacidad de almacenamiento bruta por rack. Además, como EDSFF utiliza una interfaz estándar unificada, se pueden mezclar e implantar unidades SSD de distintos fabricantes, modelos y especificaciones. Para los centros de datos, esto significa que la expansión y las actualizaciones no requieren cambios a gran escala en la infraestructura, lo que ofrece una mayor flexibilidad y rentabilidad.
Mejor refrigeración y eficiencia energética
La refrigeración es un problema importante para las unidades SSD en entornos de servidores y centros de datos de alta densidad, alto rendimiento y larga duración. El sobrecalentamiento puede reducir el rendimiento, la vida útil del dispositivo e incluso provocar inestabilidad. El diseño de EDSFF tiene en cuenta la refrigeración y la ventilación desde el principio, especialmente la serie E1, que suele utilizar un montaje vertical, más adecuado para el diseño de canales de flujo de aire del servidor, lo que mejora la eficacia de la refrigeración. Además, EDSFF ofrece un mayor soporte de suministro de energía. Algunas especificaciones (como la serie E3) permiten fuentes de alimentación de hasta 70 vatios (W), mientras que las SSD de 2,5″ tradicionales suelen soportar niveles de potencia mucho más bajos. Para las aplicaciones de centros de datos con una carga alta sostenida, IOPS elevadas y accesos concurrentes altos, una buena gestión térmica y un buen soporte de alimentación son fundamentales. Estas ventajas de EDSFF garantizan la estabilidad y eficiencia de las SSD bajo cargas pesadas y funcionamiento a largo plazo.
Mayor rendimiento y ancho de banda, compatible con futuros protocolos
Los centros de datos y el almacenamiento empresarial modernos exigen cada vez más ancho de banda, concurrencia, latencia y rendimiento. EDSFF suele utilizar el protocolo PCIe + NVMe, que se ha convertido en el estándar dominante para el almacenamiento moderno de alta velocidad. En comparación con las interfaces SATA tradicionales o más antiguas, PCIe + NVMe proporciona un ancho de banda mucho mayor y una latencia menor. Y lo que es más importante, dado que el estándar de interfaz EDSFF está unificado y permite una mayor potencia y compatibilidad con más carriles, proporciona una buena base para las nuevas generaciones de PCIe (por ejemplo, PCIe Gen5, Gen6) y potencialmente futuros nuevos tipos de dispositivos de almacenamiento/aceleración/computación/CXL. Es decir, EDSFF no sólo es adecuado para las actuales SSD, sino que también deja espacio y estándares para futuros dispositivos híbridos como "almacenamiento + acelerador + almacenamiento computacional".
Mayor facilidad de mantenimiento y servicio
Para los centros de datos empresariales, funciones como el mantenimiento, la sustitución, la ampliación y la conexión o sustitución en caliente de los equipos son muy importantes. Las EDSFF suelen estar diseñadas para admitir el intercambio en caliente, lo que permite sustituir las unidades SSD sin necesidad de apagar el servidor ni afectar a las operaciones. Esto mejora enormemente la eficiencia operativa de los centros de datos. Combinadas con estándares unificados y compatibilidad, las SSD de distintos fabricantes, lotes, capacidades/especificaciones pueden ser intercambiables, lo que resulta muy conveniente para el almacenamiento distribuido y los clusters heterogéneos.
Escenarios adecuados para la EDSFF
Basándonos en la filosofía de diseño y las ventajas de EDSFF, podemos resumir varios escenarios de aplicación típicos especialmente adecuados para EDSFF:
Almacenamiento en nube a gran escala / Almacenamiento a gran escala:Para proveedores de servicios en la nube, alojamiento en la nube, almacenamiento de objetos, almacenamiento por niveles (datos calientes/fríos), etc., donde es necesario encajar tantos dispositivos de almacenamiento como sea posible en un espacio limitado, persiguiendo una alta densidad de almacenamiento, alta fiabilidad y alta escalabilidad. La serie E1 (especialmente E1.L) es muy adecuada.
Computación de alto rendimiento / alta concurrencia / altas IOPS / cargas de trabajo intensivas en datos:Por ejemplo, bases de datos, análisis de big data, procesamiento de registros en tiempo real, formación e inferencia de IA/ML, virtualización, implementación de contenedores/VM densos, almacenamiento en caché/ middleware, etc. La serie E3 (especialmente E3.L/E3.S) puede proporcionar un excelente ancho de banda, estabilidad y refrigeración para estos escenarios, especialmente cuando se actualiza la infraestructura SSD tradicional de 2,5″ existente sin rediseñar completamente las estructuras de chasis/rack.
Alta mantenibilidad / Alta capacidad de servicio / Entornos operativos a gran escala:Para empresas y centros de datos con un gran número de dispositivos que requieren sustituciones frecuentes, ampliaciones y usos mixtos, las funciones de intercambio en caliente, modularidad y estandarización de EDSFF son muy importantes. Ayudan a ahorrar tiempo de mantenimiento y a reducir la complejidad operativa.
Futura implantación híbrida/heterogénea (almacenamiento+computación+acelerador+CXL):Con el desarrollo de arquitecturas de almacenamiento + aceleración + computación (por ejemplo, almacenamiento computacional; expansión de memoria CXL; aceleradores basados en NVMe/tarjetas de red/SmartNICs/FPGAs/aceleradores de IA, etc.), la interfaz universal, el gran ancho de banda, el soporte de alta potencia y el conector estandarizado de EDSFF la convierten en una plataforma ideal. En otras palabras, aunque ahora sean las SSD, en el futuro podrían ser otros dispositivos, sin necesidad de grandes modificaciones en los servidores/racks/placas base.
En resumen, el diseño y las características de la EDSFF la hacen especialmente adecuada para los centros de datos modernos orientados al "futuro, la escalabilidad, la intensidad de rendimiento y la facilidad operativa."
Comparación entre EDSFF y unidades SSD tradicionales
Para comprender mejor las ventajas del EDSFF, comparémoslo con las especificaciones de las SSD tradicionales (M.2, 2,5″ U.2/U.3) en varias dimensiones clave:
Forma y método de instalación
Las unidades SSD M.2 tradicionales son para PC y dispositivos cliente, de pequeño tamaño, que suelen insertarse horizontalmente en la ranura M.2 de la placa base. Adecuadas para aplicaciones ligeras, pero no para el despliegue de servidores/rack de alta densidad. Las SSD U.2/U.3 tradicionales de 2,5″ son para servidores y almacenamiento empresarial, pero están limitadas por el número de bahías de unidad de 2,5″ y ranuras de placa base, así como por las capacidades de alimentación, refrigeración y expansión.
EDSFF (E1/E3) rediseña la "forma del cuerpo + interfaz + método de instalación" de la SSD. Por ejemplo, E1.S puede montarse verticalmente en la parte frontal de un servidor 1U, E1.L puede alargarse para obtener mayor capacidad, E3.S/E3.L mantienen una anchura similar a las tradicionales de 2,5″ pero utilizan interfaces y diseños de refrigeración más avanzados. Este rediseño hace que las SSD sean más adecuadas para la implantación a nivel de rack y centro de datos.
Rendimiento, ancho de banda y potencia
El diseño de la interfaz y la alimentación de las unidades SSD tradicionales suele ser limitado (especialmente en lo que respecta a la refrigeración y el presupuesto de energía), por lo que no es capaz de soportar cargas de trabajo empresariales/de centros de datos a gran escala, de gran velocidad, ancho de banda y IOPS. EDSFF admite interfaces PCIe + NVMe y permite una mayor potencia (algunas especificaciones de hasta 70 W), al tiempo que admite más carriles, lo que significa mayor ancho de banda, menor latencia y un rendimiento más estable. Esto es muy importante para escenarios de alta E/S como bases de datos, big data, AI/ML y virtualización.
Densidad y escalabilidad
Cuando se utilizan unidades SSD tradicionales de 2,5″/U.2, la ampliación del servidor y del sistema de almacenamiento está limitada por el número de bahías de unidades y placas base. En las implantaciones a gran escala, esto ocupa mucho espacio físico o requiere varios bastidores, lo que reduce el aprovechamiento del espacio. EDSFF, especialmente la serie E1, puede alojar más unidades en el mismo espacio o incluso en un espacio más reducido, aumentando así la densidad de almacenamiento por bastidor. Combinada con su interfaz estandarizada y su conector universal, que permite la instalación mixta de unidades SSD de distintos fabricantes y especificaciones, la ampliación resulta más flexible y económica.
Refrigeración / Gestión térmica / Fiabilidad / Mantenimiento
Las unidades SSD tradicionales son propensas a sufrir problemas de refrigeración, alimentación y estabilidad en implantaciones de alta densidad o con cargas elevadas. El diseño de EDSFF tiene en cuenta la refrigeración y la estabilidad desde aspectos como la forma física, la ventilación, el método de instalación y el presupuesto energético. También admite el intercambio en caliente y la conexión en caliente, lo que facilita el mantenimiento y la sustitución. Para los centros de datos que funcionan 24 horas al día, 7 días a la semana, con un gran número de dispositivos, esta facilidad de mantenimiento es muy importante.
Compatibilidad futura y potencial de expansión
Las especificaciones tradicionales están más orientadas a las SSD actuales, y las actualizaciones (por ejemplo, aceleradores/CXL/nuevo almacenamiento/almacenamiento informático) encontrarían limitaciones de interfaz, compatibilidad y disposición. La EDSFF está diseñada para el futuro: estándares de interfaz unificados, conectores universales, potencia y ancho de banda suficientes y diseños de alta densidad y escalabilidad la hacen muy adecuada para futuras formas de hardware híbrido, de almacenamiento, aceleración e informática.
Por tanto, puede decirse que EDSFF es una evolución y optimización integral de las SSD tradicionales en términos de "factor de forma + interfaz + arquitectura del sistema + comodidad operativa + capacidad de expansión + soporte de rendimiento". Para la moderna infraestructura de almacenamiento de centros de datos/empresas, representa el estándar de "próxima generación".
Limitaciones de la EDSFF
Aunque la EDSFF tiene ventajas evidentes, no es una solución universal. Es más adecuada para entornos a gran escala, de alta densidad y alto rendimiento, como centros de datos y la nube, y no es apta para consumidores corrientes. He aquí algunas limitaciones o ámbitos de aplicación a tener en cuenta:
Requisitos del chasis/bastidor/placa base:Para utilizar EDSFF, el servidor/chasis/plano posterior debe ser compatible con las especificaciones correspondientes. Para servidores tradicionales, PC de consumo, NAS ordinarios o dispositivos de sobremesa, la compatibilidad es improbable. Ecosistema actualmente destinado principalmente a empresas/centros de datos:En comparación con la popularidad de las SSD M.2/2.5″ en el mercado de consumo, el suministro, la compatibilidad y los equipos de soporte para EDSFF siguen centrándose principalmente en empresas, centros de datos, nubes, etc. No es práctico, ni muy necesario, que los consumidores en general compren e implementen SSD EDSFF por su cuenta. Coste y complejidad:Los diseños de alta densidad, alta potencia, alta capacidad de refrigeración y alta fiabilidad suelen implicar costes más elevados. Para implantaciones a pequeña escala y uso ordinario (como almacenamiento ligero, entornos de sobremesa, uso doméstico/oficina), las unidades SSD tradicionales suelen ser más económicas y convenientes. Claramente orientada a un fin:Muchos diseños de EDSFF (alta densidad, alta capacidad, alto ancho de banda, alta E/S, alta concurrencia) están orientados a la empresa/centro de datos/nube/almacenamiento a gran escala/implantación de hardware híbrido. Para situaciones como los juegos, el trabajo diario en la oficina, el almacenamiento ligero y las copias de seguridad sencillas, estas ventajas pueden ser completamente innecesarias.
Por tanto, la decisión de utilizar EDSFF debe tomarse en función de las necesidades reales, el presupuesto, la infraestructura de hardware y la escala de despliegue. Para entornos a gran escala, de alto rendimiento, alta densidad y gran expansión, es ideal; para usuarios ordinarios/implantaciones a pequeña escala, podría ser un caso de "no poder aprovechar las ventajas, y causar problemas".
EDSFF no es solo un cambio en el外形 (factor de forma) de las SSD; es un conjunto de soluciones de almacenamiento de alta densidad, alto rendimiento, estandarizadas, fcilmente escalables y de fcil mantenimiento, creadas para los centros de datos modernos. Puede proporcionar una mayor capacidad y un mayor ancho de banda en un espacio limitado, al tiempo que mejora la refrigeración y la gestión de la energía, aumentando la estabilidad del sistema y la eficiencia operativa. Para las grandes empresas, la computación en nube y los entornos informáticos de alto rendimiento, EDSFF representa la futura dirección de desarrollo de la infraestructura de almacenamiento, mientras que las unidades SSD tradicionales siguen siendo adecuadas para ordenadores de sobremesa e implantaciones a pequeña escala.
