Avec le développement rapide d'activités telles que le cloud computing, le big data, l'intelligence artificielle et la virtualisation, les centres de données ont une demande de plus en plus forte en matière de stockage à haute capacité, haute performance et haute densité. Le stockage traditionnel Disques d'état solide (SSD) utilisés dans les serveurs ou les dispositifs de stockage - tels que le M.2 courants dans les PC grand public, ou les SSD U.2/U.3 de 2,5 pouces courants dans les entreprises/serveurs - peinent à répondre aux exigences globales des centres de données de nouvelle génération en matière de performance, de densité, de refroidissement et de facilité d'entretien. Pour remédier à ces limitations, une nouvelle norme spécialement conçue pour les entreprises et les centres de données a vu le jour : EDSFF.
Qu'est-ce que l'EDSFF ?
Le nom complet de "EDSFF" est "Enterprise and Datacenter Standard Form Factor" (facteur de forme standard pour les entreprises et les centres de données). En unifiant les spécifications de taille mécanique (facteur de forme) et d'interface (connecteur/ broche/alimentation/signal), l'EDSFF permet aux disques SSD de différents fabricants et avec différentes spécifications (taille/alimentation/mise en page) d'être utilisés de manière interchangeable dans des châssis, racks et fonds de panier de serveurs standardisés, ce qui simplifie la conception, le déploiement et la maintenance des systèmes. En bref, l'EDSFF est une "nouvelle forme de corps et une nouvelle norme d'interface" pour les disques SSD, conçue sur mesure pour les centres de données modernes et les environnements de stockage d'entreprise, en tenant compte à la fois des performances élevées, de la densité, du refroidissement, de l'évolutivité et de la commodité d'utilisation.
Types d'EDSFF
L'EDSFF n'est pas une spécification unique, mais une "famille". Il existe actuellement deux séries principales : E1 et E3. Chaque série comporte en outre des facteurs de forme courts et longs (suffixe .S et .L). Cette conception multi-spécifique vise à couvrir les besoins de différents types de systèmes de serveur/stockage. Vous trouverez ci-dessous les principales spécifications ainsi que les utilisations et les caractéristiques qui leur conviennent :
Série E1 : SSD de type "Ruler" pour un stockage à haute densité et à haute évolutivité
E1.S :Il s'agit du plus petit de la série E1. Il utilise le montage vertical, s'adapte aux châssis 1U (serveurs rack standard d'une hauteur d'environ 1U), utilise des voies PCIe x4 et est compatible avec le protocole NVMe. Comparé au M.2 traditionnel, il convient mieux aux centres de données car il offre une meilleure conception du refroidissement et une plus grande densité de stockage. Le facteur de forme E1.S est généralement compact, mais étant conçu pour les serveurs, il permet d'intégrer un plus grand nombre de disques dans un châssis 1U, ce qui permet d'obtenir une densité de stockage élevée. Par exemple, certains fabricants indiquent que 6 à 12 disques SSD E1.S peuvent être chargés dans un châssis 1U. Sur la base de cette conception, E1.S est particulièrement adapté aux scénarios d'application où "l'espace est limité mais où une densité de stockage élevée est souhaitée", tels que le stockage en nuage à grande échelle, les systèmes de stockage évolutifs ou les configurations de serveurs en périphérie/à haute densité.
E1.L :Il s'agit de la version "longue" de la série E1, également connue sous le nom de spécification "ruler". Sa longueur est beaucoup plus importante que celle du E1.S (environ trois fois plus), ce qui lui permet d'accueillir plus de puces flash NAND et d'offrir ainsi une plus grande capacité. E1.L est très avantageux dans les situations où l'on souhaite déployer un stockage massif dans un seul rack de serveur. L'objectif de E1.L est de maximiser la capacité de stockage par rack. Dans certaines configurations, l'utilisation d'E1.L permet d'atteindre des niveaux étonnants de capacité de stockage brute par unité de rack. Par conséquent, E1.L convient parfaitement aux infrastructures de stockage de grande capacité, telles que les clusters de stockage distribués, le stockage à froid, les systèmes d'archivage ou les environnements de centre de données nécessitant des disques SSD à haute densité et à haute capacité.
Dans l'ensemble, la série E1 s'oriente davantage vers l'objectif "haute densité, haute capacité, haute évolutivité, haute utilisation des racks".
Série E3 : Pour les environnements de serveurs d'entreprise et d'usage général à hautes performances
E3.S :La taille de cette spécification est similaire à celle des disques SSD traditionnels de 2,5 pouces (par exemple, U.2), ce qui facilite l'adaptation aux serveurs qui disposent déjà de baies de disques et de fonds de panier de 2,5 pouces. E3.S prend en charge des conceptions plus larges, les largeurs courantes étant la simple largeur (environ 7,5 mm) ou la double largeur/double épaisseur (par exemple, 16,8 mm), afin de s'adapter aux différents besoins en matière d'alimentation, de refroidissement et de capacité. Parce qu'il conserve une taille similaire aux facteurs de forme traditionnels tout en adoptant la conception de l'interface EDSFF, E3.S est une "modernisation" des anciens disques SSD U.2/U.3 dans les environnements de serveurs d'entreprise traditionnels. Il offre un équilibre entre les performances, le refroidissement et le contrôle de l'alimentation. E3.S convient aux serveurs d'entreprise qui souhaitent améliorer les performances, la bande passante et la stabilité sans modifier de manière significative les structures des châssis et des racks. Pour les charges de travail traditionnelles telles que l'informatique d'entreprise, les bases de données, la virtualisation et les baies de stockage, il offre un chemin de mise à niveau en douceur.
E3.L :Il s'agit de la plus grande spécification "longue, large et à haute capacité" de la série E3. Par rapport à la spécification E3.S, elle peut fournir un budget énergétique plus élevé (certaines spécifications prennent en charge une alimentation jusqu'à 70 W), ce qui permet d'accueillir davantage de puces flash et d'augmenter la capacité et les performances. Ce type de SSD est généralement utilisé dans les serveurs 2U ou dans les environnements où les exigences en matière de capacité et de performances sont élevées. Pour les applications d'entreprise nécessitant des performances élevées, un grand nombre d'E/S simultanées et un stockage de grande capacité (telles que les grandes bases de données, la mise en cache à grande vitesse, les plateformes d'IA/de big data/d'analyse, les pools de stockage virtualisés, etc.), E3.L offre une option qui équilibre les performances modernes avec la compatibilité traditionnelle.
En résumé, la série E3 s'adresse davantage aux environnements de serveurs traditionnels d'entreprise ou à usage général. Si vous ne recherchez pas une densité ou une évolutivité maximale, mais que vous voulez de meilleures performances, un refroidissement plus fiable et une plus grande capacité sur une infrastructure existante, la série E3 serait un choix plus approprié.
Objectif de la conception et avantages de l'EDSFF
L'utilisation de l'EDSFF au lieu des spécifications SSD traditionnelles (comme M.2, U.2/U.3) offre de nombreux avantages importants. Voici les principaux points et pourquoi ils sont cruciaux pour les centres de données.
Amélioration de la densité et de l'évolutivité du stockage
Les SSD traditionnels de 2,5 pouces (U.2) ou les SSD M.2 sont souvent confrontés à des problèmes tels que l'espace insuffisant dans les racks, le nombre limité de baies de disques et de fonds de panier, et l'évolutivité restreinte lorsqu'il s'agit de déploiements de stockage à grande échelle. L'EDSFF redéfinit le facteur de forme et la méthode de connexion des SSD, ce qui permet d'installer plus de SSD dans le même espace ou dans un espace plus réduit. Par exemple, en utilisant la série E1 (en particulier E1.L), un grand nombre de SSD peuvent être placés par unité de rack, ce qui augmente considérablement la capacité de stockage brute par rack. En outre, comme l'EDSFF utilise une interface standard unifiée, il est possible de mélanger et de déployer des disques SSD de différents fabricants, modèles et spécifications. Pour les centres de données, cela signifie que l'expansion et les mises à niveau ne nécessitent pas de changements d'infrastructure à grande échelle, ce qui offre une plus grande flexibilité et un meilleur rapport coût-efficacité.
Un meilleur refroidissement et une meilleure efficacité énergétique
Le refroidissement est un problème majeur pour les disques SSD dans les environnements de serveurs et de centres de données à haute densité, à hautes performances et à longue durée de vie. La surchauffe peut entraîner un ralentissement des performances, une réduction de la durée de vie du dispositif, voire une instabilité. La conception d'EDSFF prend en compte le refroidissement et la ventilation dès le départ - en particulier la série E1 utilise souvent le montage vertical, qui est plus adapté à la conception des canaux de flux d'air des serveurs, améliorant ainsi l'efficacité du refroidissement. En outre, EDSFF offre une meilleure prise en charge de l'alimentation électrique. Certaines spécifications (comme la série E3) autorisent des alimentations allant jusqu'à 70 watts (W), alors que les disques SSD traditionnels de 2,5″ supportent généralement des niveaux de puissance bien inférieurs. Pour les applications de centre de données avec des charges élevées, des IOPS élevés et des accès simultanés importants, une bonne gestion thermique et un bon support d'alimentation sont essentiels. Ces avantages de l'EDSFF garantissent la stabilité et l'efficacité des SSD en cas de fortes charges et de fonctionnement à long terme.
Performances et largeur de bande accrues, prise en charge des protocoles futurs
Les centres de données modernes et le stockage d'entreprise ont des exigences croissantes en matière de bande passante, de simultanéité, de latence et de débit. EDSFF utilise généralement le protocole PCIe + NVMe, qui est devenu la norme principale pour le stockage moderne à grande vitesse. Par rapport aux interfaces traditionnelles SATA ou plus anciennes, PCIe + NVMe offre une bande passante beaucoup plus élevée et une latence plus faible. Plus important encore, comme la norme d'interface EDSFF est unifiée et permet une puissance plus élevée et une prise en charge de plus de voies, elle constitue une bonne base pour les nouvelles générations de PCIe (par exemple, PCIe Gen5, Gen6) et potentiellement les futurs nouveaux types de périphériques de stockage/accélération/informatique/CXL. En d'autres termes, l'EDSFF n'est pas seulement adapté aux SSD actuels, mais laisse également de la place et des normes pour les futurs dispositifs hybrides tels que "stockage + accélérateur + stockage informatique".
Amélioration de la maintenabilité et de l'aptitude au service
Pour les centres de données d'entreprise, les fonctions telles que la maintenance, le remplacement et l'extension des équipements, ainsi que la connexion ou l'échange à chaud, sont très importantes. L'EDSFF est généralement conçu pour prendre en charge l'échange à chaud, ce qui permet de remplacer les disques SSD sans arrêter le serveur ou affecter les opérations. L'efficacité opérationnelle des centres de données s'en trouve grandement améliorée. Associés à des normes unifiées et à la compatibilité, les disques SSD de différents fabricants, lots, capacités/spécifications peuvent être interchangeables, ce qui est très pratique pour le stockage distribué et les clusters hétérogènes.
Scénarios adaptés à l'EDSFF
Sur la base de la philosophie de conception et des avantages de l'EDSFF, nous pouvons résumer plusieurs scénarios d'application typiques particulièrement adaptés à l'EDSFF :
Stockage en nuage à grande échelle / Stockage à grande échelle :Pour les fournisseurs de services en nuage, l'hébergement en nuage, le stockage d'objets, le stockage hiérarchisé (données chaudes/froides), etc., où il est nécessaire d'intégrer autant de dispositifs de stockage que possible dans un espace limité, en recherchant une haute densité de stockage, une haute fiabilité et une haute évolutivité. La série E1 (en particulier E1.L) est tout à fait adaptée.
Calcul à haute performance / Haute concomitance / IOPS élevé / Charges de travail intensives en données :Comme les bases de données, l'analyse des big data, le traitement des logs en temps réel, la formation et l'inférence AI/ML, la virtualisation, le déploiement dense de conteneurs/VM, le stockage en cache/middleware, etc. La série E3 (en particulier E3.L/E3.S) peut fournir une excellente bande passante, stabilité et refroidissement pour ces scénarios - en particulier lors de la mise à niveau de l'infrastructure SSD traditionnelle existante de 2,5″ sans revoir complètement la conception des structures de châssis/rack.
Haute maintenabilité / haute facilité d'entretien / environnements opérationnels à grande échelle :Pour les entreprises et les centres de données disposant d'un grand nombre de dispositifs nécessitant des remplacements fréquents, des extensions et des utilisations mixtes, les fonctions de remplacement à chaud, de modularité et de normalisation de l'EDSFF sont très importantes. Elles permettent d'économiser du temps de maintenance et de réduire la complexité opérationnelle.
Futur déploiement hybride / hétérogène (stockage+calculateur+accélérateur+CXL) :Avec le développement des architectures de stockage + accélération + calcul (par exemple, stockage computationnel ; extension de mémoire CXL ; accélérateurs basés sur NVMe/cartes réseau/SmartNICs/FPGAs/AI accelerators, etc.), l'interface universelle, la bande passante élevée, le support de puissance élevée et le connecteur standardisé de l'EDSFF en font une plate-forme idéale. En d'autres termes, même s'il s'agit aujourd'hui de disques SSD, il pourrait s'agir d'autres dispositifs à l'avenir, sans qu'il soit nécessaire d'apporter des modifications majeures aux serveurs, aux baies et aux fonds de panier.
En résumé, la conception et les caractéristiques de l'EDSFF le rendent particulièrement adapté aux centres de données modernes orientés vers "l'avenir, l'évolutivité, l'intensité des performances et la convivialité opérationnelle".
Comparaison de l'EDSFF et des SSD traditionnels
Pour mieux comprendre les avantages de l'EDSFF, comparons-le aux spécifications des SSD traditionnels (M.2, 2.5″ U.2/U.3) dans plusieurs domaines clés :
Forme et méthode d'installation
Les disques SSD M.2 traditionnels sont destinés aux PC et aux appareils clients. De petite taille, ils sont généralement insérés horizontalement dans l'emplacement M.2 de la carte mère. Ils conviennent aux applications légères, mais pas au déploiement de serveurs/racks à haute densité. Les disques SSD traditionnels 2.5″ U.2/U.3 sont destinés aux serveurs et au stockage d'entreprise, mais sont limités par le nombre de baies de disques et d'emplacements de fond de panier 2.5″, ainsi que par les capacités d'alimentation, de refroidissement et d'extension.
EDSFF (E1/E3) redessine "la forme du corps + l'interface + la méthode d'installation" du SSD. Par exemple, E1.S peut être monté verticalement à l'avant d'un serveur 1U, E1.L peut être allongé pour une plus grande capacité, E3.S/E3.L conservent une largeur similaire aux 2,5″ traditionnels mais utilisent des interfaces et des conceptions de refroidissement plus avancées. Cette nouvelle conception rend les disques SSD plus adaptés à un déploiement au niveau des racks et des centres de données.
Performances, largeur de bande et alimentation électrique
La conception de l'interface et de l'alimentation des disques SSD traditionnels est souvent limitée (en particulier en ce qui concerne le refroidissement et le budget énergétique), ce qui ne permet pas de prendre en charge correctement les charges de travail à grande échelle, à haute fréquence, à large bande passante et à haute IOPS des entreprises et des centres de données. EDSFF prend en charge les interfaces PCIe + NVMe et permet une puissance plus élevée (certaines spécifications allant jusqu'à 70W), tout en prenant en charge plus de voies, ce qui signifie une bande passante plus élevée, une latence plus faible et des performances plus stables. Ceci est très important pour les scénarios d'E/S élevées comme les bases de données, le big data, l'IA/ML et la virtualisation.
Densité et évolutivité
Lors de l'utilisation de disques SSD 2.5″/U.2 traditionnels, l'expansion du serveur et du système de stockage est limitée par le nombre de baies de disques et de fonds de panier. Pour les déploiements à grande échelle, cela occupe beaucoup d'espace physique ou nécessite plusieurs racks, ce qui réduit l'utilisation de l'espace. L'EDSFF, en particulier la série E1, permet de loger plus de disques dans un espace identique ou même plus petit, ce qui augmente la densité de stockage par rack. Combiné à son interface standardisée et à son connecteur universel, permettant un déploiement mixte de disques SSD de différents fabricants et spécifications, l'expansion devient plus flexible et plus économique.
Refroidissement / Gestion thermique / Fiabilité / Maintenabilité
Les disques SSD traditionnels sont sujets à des problèmes de refroidissement, d'alimentation et de stabilité dans les déploiements à haute densité ou sous forte charge. La conception de l'EDSFF prend en compte le refroidissement et la stabilité à partir d'aspects tels que la forme physique, la ventilation, la méthode d'installation et le budget énergétique. Il prend également en charge le remplacement à chaud, ce qui facilite la maintenance et le remplacement. Pour les centres de données fonctionnant 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 avec un grand nombre d'appareils, cette facilité de maintenance est très importante.
Compatibilité future et potentiel d'expansion
Les spécifications traditionnelles sont davantage axées sur les disques SSD actuels, et les mises à niveau (par exemple, accélérateurs/CXL/nouveau stockage/stockage informatique) se heurteraient à des limitations en matière d'interface, de compatibilité et d'agencement. L'EDSFF est conçu pour l'avenir : des normes d'interface unifiées, des connecteurs universels, une prise en charge suffisante de l'alimentation et de la bande passante, et des dispositions à haute densité et à haute évolutivité le rendent tout à fait adapté aux futures nouvelles formes de matériel de stockage, d'accélération, de calcul et hybride.
On peut donc dire que l'EDSFF est une évolution et une optimisation complètes des disques SSD traditionnels en termes de "facteur de forme + interface + architecture du système + commodité opérationnelle + capacité d'expansion + support de performance". Pour les centres de données modernes et les infrastructures de stockage des entreprises, il représente la norme de la "prochaine génération".
Limites de l'EDSFF
Bien que l'EDSFF présente des avantages évidents, il ne s'agit pas d'une solution universelle. Elle convient davantage aux environnements à grande échelle, à haute densité et à haute performance, tels que les centres de données et les nuages, et n'est pas adaptée aux consommateurs ordinaires. Voici quelques limitations ou champs d'application à noter :
Exigences pour le châssis/le rack/le fond de panier :Pour utiliser l'EDSFF, le serveur/le châssis/le fond de panier doit prendre en charge les spécifications correspondantes. Pour les serveurs traditionnels, les PC grand public, les NAS ordinaires ou les appareils de bureau, la compatibilité est peu probable. L'écosystème est actuellement principalement destiné aux entreprises et aux centres de données :Par rapport à la popularité des disques SSD M.2/2.5″ sur le marché grand public, l'offre, la compatibilité et l'équipement de soutien pour l'EDSFF sont encore principalement axés sur les entreprises, les centres de données, les nuages, etc. Il n'est ni pratique ni nécessaire pour le grand public d'acheter et de déployer des disques SSD EDSFF par ses propres moyens. Coût et complexité :Les conceptions à haute densité, à haute puissance, à haute capacité de refroidissement et à haute fiabilité sont souvent synonymes de coûts plus élevés. Pour les déploiements à petite échelle et les utilisations ordinaires (comme le stockage léger, les environnements de bureau, l'utilisation à la maison ou au bureau), les disques SSD traditionnels sont souvent plus économiques et plus pratiques. Un objectif clairement défini :De nombreuses conceptions d'EDSFF (haute densité, haute capacité, haute bande passante, haute E/S, haute concurrence) visent le déploiement de matériel d'entreprise/centre de données/cloud/stockage à grande échelle/hybride. Pour des scénarios tels que les jeux, le travail de bureau quotidien, le stockage léger et la simple sauvegarde, ces avantages peuvent s'avérer totalement inutiles.
Par conséquent, l'utilisation de l'EDSFF doit être décidée en fonction des besoins réels, du budget, de l'infrastructure matérielle et de l'échelle de déploiement. Pour les environnements à grande échelle, à haute performance, à haute densité et à forte expansion, c'est l'idéal ; pour les utilisateurs ordinaires ou les déploiements à petite échelle, cela pourrait être un cas de "ne pas pouvoir utiliser les avantages et causer des problèmes".
L'EDSFF n'est pas seulement un changement de facteur de forme du SSD ; il s'agit d'un ensemble de solutions de stockage haute densité, haute performance, standardisées, facilement évolutives et faciles à entretenir, conçues pour les centres de données modernes. Il peut fournir une plus grande capacité et une plus grande bande passante dans un espace limité, tout en améliorant le refroidissement et la gestion de l'énergie, ce qui renforce la stabilité du système et l'efficacité opérationnelle. Pour les grandes entreprises, l'informatique en nuage et les environnements informatiques à haute performance, l'EDSFF représente l'orientation future du développement de l'infrastructure de stockage, tandis que les disques SSD traditionnels restent adaptés aux ordinateurs de bureau et aux déploiements à petite échelle.
