Обзор форм-фактора E3
Во втором квартале 2020 года EDSFF представил предложение нового форм-фактора E3, описанного в спецификации SFF-TA-1008. Это развитие накопителей SSD для датацентров, преемник форм-фактора «Ruler» E1.
При проектировании E3 были учтены следующие требования к современным накопителям корпоративного применения:
— горячая замена накопителей;
— наличие индикаторов состояния;
— растущая емкость накопителей;
— плотность размещения накопителей в сервере;
— теплоотвод от накопителя большой емкости при плотном размещении;
— развитие интерфейса передачи данных, увеличение его скорости и количества линий передачи.
Физические и механические характеристики E3 описываются SFF-TA-1008. Интерфейсный разъем определен SFF-TA-1002.
Механические характеристики E3
Накопители E3 не требуют никаких корпусов или держателей для установки в корпус сервера.
Фронтальная установка SSD в форм-факторе E3 и отсутствие дополнительного корпуса позволяет расположить индикаторы состояния прямо на накопителе. Управление индикаторами происходит непосредственно через хост-интерфейс и не требует дополнительных усилий со стороны объединительной платы (если она используется).
E3 имеет различные варианты длины и толщины, предназначенные для вертикальной установки в корпуса 2U или горизонтальной в 1U. Предпочтительная установка — в вертикальном положении в сервер 2U.
Как и семейство E1, E3 поддерживают горячую замену. Габариты E3 позволяют иметь большую емкость на диск по сравнению с U.2. Существует два варианта ширины: 7,5 и 16,8 мм. «Тонкий» 7,5-мм накопитель максимально увеличивает количество дисков в системе. «Толстый» 16,8-мм разрешает использование устройств с большей мощностью, требующих большей площади радиатора охлаждения.
| Тип | Высота | Длина | Толщина | Максимальная мощность, Вт |
|---|---|---|---|---|
| E3.S 7.5mm | 76mm | 104.9mm | 7.5mm | 20 — 25 |
| E3.S 2x 16.8mm | 76mm | 104.9mm | 16.8mm | 35 — 40 |
| E3.L 7.5mm | 76mm | 142.2mm | 7.5mm | 40 |
| E3.L 2x 18mm | 76mm | 142.2mm | 16.8mm | 70 |
Примечания:
— накопитель двойной толщины (16,8 или 18мм) может быть установлен в два «тонких» (7,5мм) посадочных места;
— короткий накопитель может быть установлен в длинное посадочное место.
Устройство максимально использует пространство в корпусе 2U за счет увеличения площади платы накопителя, что позволяет разместить на 50% больше данных по сравнению с конструкциями U.2 с одной печатной платой. В долгосрочной перспективе E3 может стать настоящим преемником U.2 в серверах 2U. E3 будет предлагать большую мощность и производительность по сравнению с твердотельными накопителями U.2, лучшую целостность сигнала при более высоких скоростях PCIe (PCIe 5.0 и выше), лучшее охлаждение и снижение стоимости системной инфраструктуры.
Интерфейс E3
E3 предназначен исключительно под накопители с интерфейсом PCIe. В спецификацию заложена совместимость (уже !) вплоть до версии 5.
Протокол передачи NVMe (NVMe-oF).
Интерфейсный разъем позволяет подводить к накопителю x4, x8, или x16 линий PCIe — это хороший задел на будущее, который делает заявку на долгую успешную жизнь форм-фактора даже при развитии хост-интерфейса и резком повышении требований к скорости передачи данных.
Все коннекторы позволяют подключать накопители E3 с любым количеством линий передачи благодаря перегородкам и вырезам-ключам на платах (см. рисунок ниже).
Для E3 придумано еще одно очень важное новшество — ортогональный разъем. Ортогональный разъем позволяет обойтись без вертикально устанавливаемой объединительной платы, которая даже при наличии специальных вырезов (резко увеличивающих сложность разводки и изготовления платы) сильно затрудняет прохождение воздушных потоков. Теперь объединительная плата может располагаться параллельно потоку воздуха. Примеры монтажа ортогональных разъемов и подключения к ним накопителей иллюстрирует следующий рисунок:
Е3 допускает подключения перпендикулярно плате, параллельно ей, а также торцевое расположение разъема.
Задел на будущее
«Но это — еще не все!..», как сказал кино- Мюнхаузен в исполнении замечательного актера.
E3 закладывает базу для совсем светлого будущего. Габаритные размеры и весомая мощность подключаемых устройств прокладывают дорогу к унифицированному использованию E3 как для устройств хранения, так и для всевозможных ускорителей. На рисунках ниже представлены варианты компоновки 1U и 2U сервера: полностью укомплектованного E3 накопителями хранилища, хранилища с воздушным каналом а также сервера с комбинацией E3 накопителей и ускорителей.
SCM — storage class memory. Известный представитель этого типа памяти — Intel Optane на технологии 3D XPoint.
Акселераторы предполагается выносить в формат E3 с подключением по интерфейсу Compute Express Link (CXL). CXL — это открытый стандарт межсоединений для обеспечения эффективного, согласованного доступа к памяти между хостом, таким как ЦП, и устройством, например аппаратным ускорителем, которое обрабатывает интенсивную рабочую нагрузку. CXL планируется использовать для решения вопросов в области искусственного интеллекта, машинного обучения и других специализированных задач. Стандарт CXL определяет три протокола, которые мультиплексируются и передаются через стандартный транспорт PCIe 5.0 PHY.
Но и это еще не все!
Стандарты E3 и E1.S унифицированы настолько, что при желании накопитель E3 может быть упакован в корпус E1.S без каких-либо доработок, как показано на рисунке ниже.
Особенности форм-факторов и их применение в конкретной системе рассматриваются в заметке Выбор NVMe SSD. Форм-фактор
