摘要
目前IT行业计算机的存储系统，是指需要能够存储海量数据、并能够对数据有一定处理能力的存储系统，存储的数据具备数据量大、数据类型多等方面，保障数据的安全性和数据处理能力变得十分重要，从而需要深度研究存储系统的管理技术。对存储管理技术的研究，一直都是IT行业工作人员极度重视的关键环节。本文首先对计算机存储系统的结果进行了简要介绍，进而着重讨论了一些关键的存储技术。
关键词：存储系统；存储技术；PCIe接口；
1.计算机存储系统管理技术的定义
计算机硬件层面包含各种存储器，如CPU的缓存机制、内存、硬盘以及外置硬盘和U盘等。不通的存储设备应用不同的存储技术有机的组合在一起形成计算机的存储体系结构。
随着各行业信息化水平的提高，数据的安全性和稳定性日趋重要，因而存储系统在计算机系统中的地位也是飞速提升，直接影响到计算机系统的正常运行，因此也是越来越受到重视。目前计算机CPU最大的优势是运算能力非常强，目前硬盘行业最新的技术是Nvme传输协议和PCIE接口共同使用，完美的解决了CPU性能和硬盘处理性能的差异。
2.计算机存储系统管理结构
目前基本的计算机存储技术包括随机存储器（RAM）、非易失性存储器（ROM）和磁盘设备。其中RAM分静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。SRAM快些，也贵些，主要用做CPU芯片上的高速缓存，也可以用作芯片下的高速缓存。DRAM慢些，便宜些，主要用作驻村和图形帧缓冲区。ROM也叫做只读存储器，即使在断电的情况下，也能保持他们的信息，它们用来存储固件。
存储层次至少应具有三级：最高层为 CPU 缓存，中间为内存缓存，最底层是磁盘存储。根据具体的功能分工划分为寄存器、高速缓存、主存储器、磁盘缓存、固定磁盘、可移动存储介质等 6 层。在存储层次中越往上，存储介质的访问速度越快，价格也越高，相对存储容量也越小。
主存储器简称内存或缓存。由于主存储器的访问速度远低于 CPU 执行指令的速度，为缓和这一矛盾，在计算机系统中引入了寄存器和高速缓存。寄存器具有与处理机相同的速度。主要用于存放处理机运行时的数据。如用寄存器存放操作数，或用作地址寄存器加快地址转换速度等。
高速缓存是介于寄存器和存储器之间的存储器，主要用于备份主存中较常用的数据。其容量远大于寄存器，而比内存约小两到三个数量级左右。根据程序执行的局部性原理(即程序在执行时将呈现出局部性规律，在一个较短的时间内，程序的执行仅局限于某个部分)，将主存中一些经常访问的信息存放在高速缓存中。当 CPU 访问一组特定信息时，首先检查它是否在高速缓存中，在则直接取出使用，否则再从主存中读取。
使用PCIe总线传输模式能够解决计算机CPU性能远高于硬盘存储性能的问题，PCIe采用的是端到端的连接方式，其中一条PCIe链路的连接两个设备，两个设备的功能分别是发送和接收，PCIe总线传输模式还有多种层次，发送和接收数据都使用到这些层次。
在PCIe总线传输的一对传输路径上，有两组差分信号，一个TX传输组件和一个RX接收组件组成一组差分信号连接，该链路的发送端可以叫做发送路径，接收端可以叫做接收路径。
Flash卡和固态硬盘（SSD）等存储设备可以使用PCIe接口协议作为设备的数据接口。
企业级高性能SSD被设计成直接连接主板北桥的闪存芯片，利用专有的传输接口模式和传输协议进行通信；与老式的串行ATA接口和SAS接口传输接口模式对比，PCIe接口模式具备更高的传输带宽和更低的传输时延。例如现有使用最广的PCIe3.0的本地固态传输接口模式，最大容量可以达到12 TB左右，性能达到7.2 GB/S左右，连续传输速率高达252万IOPS左右。
硬盘形式的大容量SSD使用SATA接口传输模式的还在比较多，使用SATA传输接口模式，比较SAS硬盘性能提升不是特别明显，并不能发挥SSD的性能优势，该类硬盘的瓶颈在传输接口SATA这里，而后便出现了PCIe传输接口模式，解决SSD性能不能最大化实现的问题。
现有企业使用的存储设备里面PCIe接口和AHCI协议配合使用的比较多，因为该种搭配兼容性较好，价格也相对便宜一些，不过性能没有PCIe接口和NVME协议更好，所以以后企业级存储设备，核心业务数据跑在具有PCIe接口和NVME协议的存储设备上会越来越多，该类型存储设备的使用也会越来越广。
32位的PCIe传输路径最大可以提供160GT/S的链路带宽，比较老式的PCI总线传输模式所能提供的最大带宽性能提升明显，解决了SSD和CPU之间的传输瓶颈问题，提升了存储设备的整体性能指标。最新的PCIe3.0传输接口模式使用4GHz的总线频率，将进一步提高PCIe传输链路的传输性能。
在PCIe传输总线模式中，计算PCIe传输路径的峰值带宽使用的是GT(Gigatransfer)单位。GT是计算PCIe链路的传输数据峰值的单位，计算方法是总线频率×数据位宽×2。
在PCIe总线传输模式中，能够影响最大传输带宽的因素会有很多，为此该总线类型的真实传输带宽会很难确定出来。不过，该类型的总线传输模式的传输性能整体上还是远高于PCI总线传输模式，PCIe总线传输模式的最大问题就是传输时延的问题，是该类传输总线模式最大弱点。
在PCIe总线传输模式中是使用串行的方式传输数据的，只是在该接口的内部芯片里面，还是使用并行的方式传输，这也就造成了PCIe传输接口在处理数据时需要进行串行和并行的相互转换，转换的时候将会产生一定的数据时延。除了接口数据转换造成的延时外，数据报文在传输过程中还需经过事务层、数据链路层和物理层，在这些协议层传输过程中，也会造成数据传输的延时，因此PCIe传输模式在数据传输过程中数据时延会比较明显。
现在使用的PCIe总线传输设备中，PCIe传输链路使用×1模式的最多，其他模式比较少见。因为Intel的CPU通常是在ICH中集成多个X1的PCIe传输链路用于连接外部低速传输设备，在MCH中用一个X16的PCIe传输链路用作连接显卡，因此大部分PCIe传输接口总线模式使用的还是X1比较多。
在PCIe总线传输链路中进行数据传输时基于时钟同步的传送机制，依靠时钟同步的机制控制数据的传送，不过在物理传输路径里面又没有时钟同步机制，为此PCIe总线的接收端加入了时钟恢复模块CDR，CDR的工作原理是在接收到报文数据时提取时钟信息，从而进行同步数据的工作，最终实现保障传输报文信息的一致性，保障数据不丢失。
在使用PCIe总线传输模式的存储设备中，使用两种电源信号开展供电工作，两种供电模式分别是Vcc和Vaux，它们的固定额定电压都是3.3V。其中的主电源是Vcc供电模式，PCIe设备使用的主要逻辑块均使用Vcc进行供电操作，其他的一些逻辑部件辉使用Vaux进行供电，除去少数的寄存器会使用Vaux供电外，大部分模块使用的供电模式都是Vcc。
Vaux电源信号传输模式在使用PCIe总线传输模式的存储设备中的主要作用是降低设备功耗和缩短系统恢复时间。因为Vcc在工作过程中，存在被移除的可能，Vaux在多数情况下不会被移除，不用重新恢复使用该供电模式，保障设备能够在最短的时间内恢复正常工作状态。
在PCIe数据传输链路中最大的传输宽度为X32,不过在实际生产环境中，使用X32位的传输链路是特别少的。因为在Intel处理器中提供X16位的插槽，只能是16对信号用于数据信号的发送，另外16对信号用于数据信号的接收。
在存储设备中使用分级存储技术是比较常见的，分级存储技术是控制数据的重要性、数据被访问的频率、数据的保留时间、数据的大小、访问数据的性能等指标，依据数据的各项指标把数据存储在存储设备上不同性能的DISK介质空间中，通过存储设备的分级存储技术实现数据在存储设备不同存储介质中的自动迁移，通常的工作原理是把不常用的数据迁移至低性能的介质中，把经常访问的数据迁移至高性能的存储介质中，一是提升存储空间的利用率，保障数据存储的合理性，降低存储数据的成本，二是可以提升频繁访问数据的性能，保障核心业务系统的正常运行，加强公司化业务的持续发展。
3.结论
在现今的IT行业下存储技术的发展是日新月异的，尤其是大数据智能存储系统的发展，通过对大数据的统计分析综合查询功能，在短时间内做出准确的统计分析，提升企业的综合决策能力，提升企业的综合竞争能力；最终保障企业的数据安全性和稳定性方面，对企业的稳步发展起到决定性的作用。
参考文献：
1. ?? 计算机存储系统的管理技术探讨 ．王璐? ．2014
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3. 计算机存储系统的管理技术探讨．王翠艳? ．2013
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5. 基于PCIe总线的专用高速信号采集卡设计 林连雷 易宇 ．2015