当今的企业级存储子体系正面对实质性的革新。许多的企业数据和买卖信息每年都会添加50-60%。云核算和虚拟化功用的快速开展可以更有用的办理这些越来越多的数据负载，导致数据中心的数量和规划都呈现了爆破式的增加。跟着企业级存储呈指数增加，迫切需求前进存储器子体系的功用、容量和价值。
体系办理人员发现,首要依托硬盘介质的传统存储体系结构在功用上无法满意当今作业负载的需求。运用规划人员的反应是，选用全体剖析办法对存储器进行规划，在企业范畴结合了传统的存储介质和新介质——闪存。消费类器材一直以来选用的存储器介质是NAND闪存，在企业级运用中，其功用比硬盘驱动器(HDD)高出10至100倍。闪存也是高性价比的非易失存储介质，常用于数据运用中。经过运用闪存阵列，企业可以大幅度减小存储体积、CPU的数量以及软件答应数量，然后下降了数据中心运转所需的总功耗、空间和运营本钱。
这一高功用存储器子体系的中心是根据PLD的可编程状况机(PSM)。PSM支撑RAID算法(确保数据完整性所有必要的)、存储器操控和高速I/O功用。因为其内涵的规划灵敏性、嵌入式处理器、硬核存储器操控器以及高速串行I/O模块，可编程逻辑器材在完成这些状况机方面独具优势。根据PLD的PSM所支撑的闪存体系结构平衡了数据完整性、体系更新和可服务才能的功用要求，然后协助数据中心办理人员满意日益增加的存储资源需求。
运用存储层次结构
可以把某些存储子体系中的各种类型的存储器及其扮演的人物看成是一种层次结构，依照功用、本钱和容量来摆放(图1)。按功用摆放，其最高端是嵌入式处理器存储器和L1/L2高速缓存。相对的另一端是磁带备份，其容量十分大，而本钱很低，可是速度很慢。其间是存储子体系的首要介质：相对较快可是贵重的DRAM、有些慢可是相对低价而容量较大的Flash RAM，以及HDD——存储器体系中传统上首要的存储介质。
图1：存储器类型层次结构。
当今的存储体系结构混合了这一层次结构中的各类存储器。有些体系或许含有几类存储器，而其他的则仅仅一两类。某一体系中所含有的存储器类型及其数量取决于数据量、处理作业负载以及其他要素。关于企业级数据中心等需求许多数据和I/O的运用，需求选用较多的存储器类型。HDD存储器一直是并且往后仍然是首要的数据存储和拜访介质。可是，关于功用要求很高的要害使命运用，闪存因为其优异的功用和具有竞赛优势的价格，代替了传统的旋转存储介质。
企业级运用的闪存
在企业级存储体系中引进闪存并非一蹴即至。牢靠性一直是阻碍闪存在企业级运用的一个问题。在消费类产品中，从蜂窝电话到PC，广泛而又成功的运用闪存在必定程度上处理了这类问题。虽然在消费类运用中得到了验证，可是，许多企业级运用的特性，例如，金融买卖处理等，都要求确保数据的完整性。经过在根据闪存的体系规划中选用RAID算法，即使是最灵敏的运用，也可以确保数据完整性。
体系规划人员还需求在各种类型的闪存中进行挑选。现在有两种常用的闪存：多层电荷(MLC闪存)和单层电荷(SLC闪存)。MLC闪存支撑两种以上的状况，而SLC只支撑两种。MLC价格也低于SLC。因为MLC闪存的电压状况会漂移，因而，许多企业级运用的开发人员倾向于选用更牢靠、本钱更高一些的SLC闪存。开发人员在企业级运用中经过软件找到了运用更经济的MLC闪存的办法。可以选用RAID算法和增强ECC维护功用来下降MLC牢靠性带来的危险。
除了闪存，新类型的存储器也在不断开展。相变存储器的开关时间比闪存更短，并且更灵敏，现在还处于开展初期。PCM技能现在的容量还不及闪存，但在企业级存储器运用中，终究有或许成为可施行的挑选。为可以办理多种类型的存储器，并且选用新技能，在存储器阵列子体系规划中，十分有必要选用灵敏并且习惯才能很强的可编程逻辑器材进行存储器操控和办理。
另一考虑是闪存拜访速度。一般来说，I/O和拜访速度是存储器体系功用的约束要素。支撑PCI Express(PCIe)等规范是十分要害的，这些规范在服务器群和体系之间供给了高效的管道。而这些规范与其对应的存储器类型相同，开展都十分快。因而，任何根据闪存的子体系都应该考虑这种开展趋势。PLD，特别是供给PCIe内核以及其他优化接口的PLD，可以灵敏的呼应这些规范的改变和开展。
FPGA技能
开发人员在寻觅完成闪存阵列的存储器操控功用和I/O接口的办法时，有必要要细心考虑代替计划。传统的ASSP和ASIC器材挑选缺少应对快速开展的闪存商场所需求的灵敏性。关于大部分运用，ASIC也因为过于贵重而无法运用。相反，存储子体系开发人员测验发挥闪存的优势，快速灵敏的做出应对，习惯新呈现的存储器类型，以及规范的改变。
作为比照，FPGA等可编程IC十分合适根据闪存的企业级运用。FPGA的开发周期十分短，并且本钱低，危险低，可以敏捷习惯需求的改变，运用新呈现的存储器技能和接口规范，例如PCIe等。选用现在的大容量可编程器材，还可以在多种存储器类型中内置操控和接口功用，使得子体系可以一起支撑MLC和SFC闪存。也很简单在FPGA逻辑中完成要害的容错RAID算法。
相关于曾经AS%&&&&&%特有的一些特性，FPGA有显着的功用和定制功用优势。当今的PLD选用了第一流的硅片工艺节点进行制作，表现了功用最好的半导体技能。例如，28-nm PLD接口现在可以在高速数据接口上传送数据，传输速率高达28 Gbps，满意了PCIe、SAS/SATA和光纤通道等高速协议的功用要求。FPGA还具有软核和硬核IP，例如，存储器操控器、嵌入式处理器和收发器模块，进一步前进了功用，丰厚了功用，前进了功率。最终，PLD封装技能的前进还前进了高速I/O端口的数量，以及通用I/O引脚的数量。
闪存高速缓存的可编程状况机
存储器阵列生产商Violin存储器有限公司列出了存储器阵列的以下高档特点，其性价比十分高，满意了下一代24×7企业级数据中心的需求：
* 功用：与HDD比较，在延时和每秒I/O操作(IOPS)上前进了一个数量级，例如，延时到达亚微秒，每个机架大于200K的IOPS，可以更好的与处理器相匹配。
* 本钱：选用固态存储器，大幅度下降了每GB本钱和每I/O本钱。
* 牢靠性：确保不会丢掉企业数据(经过RAID算法)，体系接连服务，不会呈现停机。
可以在根据每GB低本钱NAND闪存的新一代存储器阵列上完成这些特点。其体系结构选用了两级闪存功用，闪存操控(vFLASH)和闪存RAID(vRAID)。闪存操控器运用了闪存转化层面上的比特、模块、平面和芯片级的闪存技能读、写以及擦除操作和过错状况功用。VFLASH功用包含记载结构数据布局，以及闪存办理“废物搜集”功用来开释闪存空间。闪存RAID操控器应逾越传统的RAID-1和RAID-5算法，以满意闪存共同的特性需求。例如，一个4+1校验模型要比传统的算法功率更高，延时更低，还可以更高效的处理毛病，并且不需求替换模块。
闪存和RAID操控功用都可以很好的选用FPGA技能来完成(图2)。在根据硅片的状况机中，而不是选用传统的微处理器/软件办法来完成要害算法，可以大幅度下降延时。并且，如前所述，根据FPGA的完成办法可以完成十分灵敏的规划，习惯闪存及其相关特性的快速开展。可以以十分低的本钱，十分快速的把新规划推向商场，发现新时机。并且，运用存储器操控器、收发器模块以及存储器和PCIe的高速接口等FPGA特性，在几天或许几星期的时间内就可以向商场推出很好的体系，这要比传统的办法快得多。
图2. 存储器子体系结构图。
企业级存储的新模式
当今的企业级存储体系需求闪存的功用和本钱优势来完成其竞赛才能。与闪存相关的规划难题，例如，确保数据完整性，应对新呈现的存储器类型和规范的不断改变等，可以经过选用根据FPGA的PSM完成存储器办理和I/O，来处理这些难题。FPGA技能和闪存相结合，即使是要求最高的作业负载，存储体系规划人员也可以满意功用需求，确保体系的完整性、灵敏性和习惯性。
