3＞2，看看U.3升级了啥

关注企业级NVMe SSD的小伙伴对U.2接口一定不会感到陌生。然而，在U.2之外，还存在一种名为“U.3”的硬盘接口，二者外观完全相同，接口性能也都一样，甚至不少客户直接将U.3的NVMe SSD部署在U.2服务器上使用。但既然3＞2，那么U.3到底升级了哪些内容？本文做一个简单的解答。

U.3基于SFF-TA-1001技术规范，该规范对SFF-8639物理连接器中的PCIe高速链路进行了调整，让NVMe SSD不仅可以通过PCIe与主机直接连接，也可以通过可选的三模控制器（Tri-Mode Controller），实现U.3接口NVMe SSD、SAS硬盘、SATA硬盘在同一插槽下互换使用，借此简化硬盘的部署和升级难度。

由于U.3、U.2使用相同的SFF-8639物理连接器，因此二者对应的NVMe SSD在接口、外观方面并不存在本质差别。兼容性方面，基于U.3的NVMe SSD必须支持U.2主机的向后兼容，这是客户可以在支持U.2 NVMe SSD的服务器上直接使用U.3 NVMe SSD的根本原因。但是，SFF-TA-1001并未要求U.3主机提供对U.2硬盘的支持，这一点需要特别注意。

引脚定义

如下图所示，在U.2中，PCIe1/SAS2、PCIe2/SAS3共用引脚，而SAS0、SAS1、PCIe0、PCIe3使用独立引脚。U.2接口如需同时提供对SAS、SATA、PCIe硬盘的支持，需要同时对六组引脚进行连接，这无疑会增加部署的复杂度。

而在U.3中，SAS0/PCIe0、SAS1/PCIe1改为共用引脚，只需对四组引脚进行连接，即可满足在同一U.3接口下，对SAS、PCIe硬盘的支持。

S15、E16、E25引脚信号组合提供了当前设备的类型信息：

三模控制器

三模控制器（Tri-Mode Controller）提供对SAS、SATA、NVMe三种协议支持，它由I/O控制器、高速缓存、接口（如SFF-8654）等部分组成，通过内建的“自动检测”功能确定当前连接的硬盘种类，并对硬盘所属协议中的一些关键特性提供支持，如端到端CRC数据保护、热插拔等。

同时，一些三模控制器还支持Secure Boot功能，防止其自身固件被篡改，以提供更高的安全性，降低企业数据泄露或损坏的风险。还不了解Secure Boot的小伙伴，可以看这里《Secure Boot功能简析》

通用背板管理框架

SFF-TA-1005技术规范定义了一套名为“Universal Backplane Management（UBM）”的通用背板管理框架，它允许用户管理SAS、SATA、NVMe设备，而无需对驱动程序或软件堆栈进行修改。这些功能包括：

• 提供参考时钟的控制（RefClk或者SRIS/SRNS）；
• 通过禁用电源实现对设备的电源控制，如停用某一块硬盘；
• 重置PCIe设备；
• 通过PRSNT#、IFDET#、IFDET2#信号判断检测到的设备类型；
• 单端口或双端口的支持；
• 提供对硬盘固件升级功能的支持等。

总的来说，U.3可以算是U.2的一个小幅改进，既提供了对U.2主机的向后兼容，又可在部署了三模控制器的主机上使用，以更高的整合度降低企业存储系统升级的复杂性。

值得一提的是，我们刚刚发布的PBlaze6 6930系列PCIe 4.0企业级NVMe SSD也采用了U.3接口，提供高达1,600K IOPS的4K随机读性能以及最大30.72TB容量点，可在标准24 Bay 2U服务器上提供超过730TB的存储容量，显著降低企业服务器的部署数量，大幅提升数据中心能耗比。

而随着最新一代处理器的发布，目前服务器已经正式启用了PCIe 5.0接口，以EDSFF（E1.S、E3.S）为代表的PCIe 5.0企业级NVMe SSD也将在上半年崭露头角。Memblaze也将紧跟技术趋势发展，第一时间为有需求的客户带来相应产品，以更加多样化的产品形态，为客户提供持续的高性能、高可靠性闪存产品和服务。

参考资料：
• SFF-TA-1001 Spec
• SFF-TA-1005 Spec
• Broadcom 9600 Series Tri-Mode RAID Adapters and eHBAs Brief