編者語：在任意的自動化系統中，子存儲單元的性能是至關重要的。但如果只是因為某數據庫中的一部分數據訪問頻率較高就將所有存儲介質都換成閃存顯然是不合適的，因為固態硬盤比磁碟型硬盤的每比特價格高得多。那么，什么樣的應用值得使用SSD?如何在高性能和高成本中找到一個平衡點，使SSD在數據中心應用中體現出它的最大價值?

   于閃存的固態硬盤(SSD)今年以來成為大多數企業級存儲系統中的常見客，其高性能、低功耗和價格昂貴的特點使其被惜用于緩存或“0”層存儲中。那么，什么樣的應用值得使用SSD?如何在高性能和高成本中找到一個平衡點，使SSD在數據中心應用中體現出它的最大價值?

　　固態硬盤(Solid State Disk，SSD)存儲技術從出現到現在已經有幾十年了，但最近才開始廣泛應用于筆記本電腦和桌面計算機，特別是一些對性能要求苛刻的高端應用。從去年開始，SSD開始進入企業級存儲系統中，或作為緩存應用，提高系統的性能，或作為分層存儲中的“0”層存儲，加快關鍵應用的讀寫速度，消除系統中的“熱點”。自從最為積極倡導SSD的EMC公司去年率先在其高端存儲系統中應用了SSD后，大部分企業級存儲廠商都開始在自己的存儲系統中支持SSD。同時，很多企業目前也意識到了在數據中心中部署固態硬盤支持關鍵應用軟件帶來的好處。不過，即使是已經推出支持SSD存儲系統的廠商，也有相當一部分并沒有將其作為重點產品來推廣，究其原因，最重要的一點就是SSD目前相比傳統磁盤的昂貴的價格，使它還不能成為“想用就用”的存儲設備，距離廣泛普及恐怕還有相當的時日。

　　想清楚四個基本問題

　　相比傳統硬盤，固態硬盤具有更高的性能，但是只有在高性能和高成本中找到一個平衡點，才能讓固態硬盤在數據中心中體現最大的價值。

　　有一點需要特別說明的是，固態硬盤也分不同的種類，性能和成本也不盡相同。固態硬盤的高速性能的成本很高，平均每GB容量的成本是傳統硬盤的10倍。在選擇固態硬盤之前，需要做的事情包括:找到需要提高硬盤性能的理由，以及哪種固態硬盤最適合目前的應用軟件。

　　1. 對存儲速度的需求:SSD是你需要的解決方案嗎?

　　IDC在一項調查中預測，2007年到2012年，固態硬盤市場將增長70%，但這種新型存儲硬件不會在一夜之間普及開來。

　　對于大多數應用程序來說，固態硬盤能夠顯著提高IPOS(每秒讀寫次數)。使用固態硬盤代替部分傳統硬盤，能夠發揮分層存儲的最大優勢，因為分層存儲經常會在高性能、低容量存儲器與低性能、高容量存儲器之間傳輸數據。不過，如果在分層存儲中集成固態硬盤卻不做任何優化處理，就好像在正方形中畫一個圓形一樣，并不能將性能發揮到極致。

　　考慮到速度和成本的平衡，首先不要購買太多的固態硬盤，同時確保能夠發揮固態硬盤的最大性能，比如用固態硬盤來支持關鍵的虛擬化軟件。要確定能否在現有磁盤陣列中集成固態硬盤，否則還需要購買新的磁盤陣列卡或磁盤陣列來使用固態硬盤。如果系統的架構不合理，那么，使用固態硬盤的成本將會過高，并且難于管理，使用效率也將不及傳統磁碟型硬盤。如果你正在幾款固態硬盤之間猶豫的話，那么，你可以與供應商們溝通，從而在購買之前確定固態硬盤在系統中集成的方式以及發揮其最大性能優勢的方法。

　　2.硬盤還是緩存:SSD的兩種使用方式

　　一般情況下，決定部署SSD之后，下一步的工作就是具體方案的設計，而對其影響最大的問題在于選擇將固態硬盤用做存儲系統緩存還是固定存儲器。

　　如果將SSD作為緩存使用，可以提高服務器或控制器的性能，因為此時的固態硬盤就好像一塊額外的DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存儲器)內存。由于目前許多控制器本質上來講都是一個封閉的系統，無法增加緩存卡，而惟一補充緩存的辦法就是將固態硬盤當做緩存來使用，但這樣做的成本很高。雖然有些控制器可以在PCI插槽上增加存儲器緩存，可更重要的問題在于，如果將固態硬盤當做緩存使用，那么系統將與分層存儲結構不兼容。而目前業內普遍認為，分層存儲是充分利用固態硬盤高速性能的最佳途徑。

　　將固態硬盤作為固定硬盤使用與作為緩存使用有所不同。這種方式直接將固態硬盤與傳統硬盤放在一起，組成分層存儲結構。在分層存儲體系中，固態硬盤只為那些對性能要求較高的應用軟件提供支持，于是需要的固態硬盤數量就較少。對于那些不太重要而卻需要快速訪問的數據來說，通常將其放在相對低廉且容量更高的光纖通道或SATA硬盤上，而不是放在離線存儲器或磁帶中。固態硬盤與傳統硬盤之間的數據交換取決于策略，比如說訪問頻率策略。好的策略可以顯著地降低存儲和管理數據的成本。

　　總之，選擇將固態硬盤當做緩存還是固定硬盤取決于一個最基本的問題:存儲需求，也就是你需要存儲一些什么樣的數據。固態硬盤作為緩存使用可以極大地提高整個存儲架構的性能，并且不需要增加額外的軟件和員工培訓，但這種設計與分層存儲不兼容。如果把固態硬盤作為固定硬盤使用，也可以起到提高系統性能的作用，這樣的設計只需要將分層系統中最活躍的部分換成固態硬盤即可，而不需要把所有存儲器都換成固態硬盤。

　　3. SLC還是MLC:SSD的“芯”也需要選擇

　　目前的固態硬盤主要分兩大類:基于閃存結構的和基于DRAM結構的。自從固態硬盤出現以來，閃存一直比DRAM更受到數據中心的青睞。雖然DRAM性能更好，但其部署成本更高，而且從目前來看，閃存的速度已經比傳統磁碟型硬盤陣列的速度快多了。更重要的是，目前閃存的兼容性要更好，并且支持大多數存儲陣列廠商的不同格式。

　　閃存式固態硬盤發展至今，也出現了兩種結構形式，即SLC(Single Layer Cell 單層單元)閃存和MLC(Multi-Level Cell多層單元)閃存。SLC最初主要應用于企業級存儲，其特點是每個數據字節存儲在一個單元內。這種類型的存儲格式可靠性高、壽命長、循環讀取/寫入性能更好。相比之下，MLC的制造成本低，但傳輸速度慢、耗電量高、可靠性有所降低。MLC通常作為消費級存儲卡使用。在MLC結構中，由于每個存儲單元中存放的資料較多，結構相對復雜，出錯的幾率也會增加—如果某個單元出現了故障，會丟失很多連帶數據。

　　4.選擇能使SSD效率最大化的軟件

　　人們使用固態硬盤的原因在于其能夠提高關鍵性應用軟件的運行和訪問速度。因此，軟件也是固態硬盤的一個重要問題。目前使固態硬盤性能最大化的存儲虛擬化軟件有兩種，一種是存儲資源精簡配置(Thin Provision，也稱瘦供給)軟件，另一種是自動分層存儲軟件。不過，首先，在安裝這些軟件之前，為了自動跟蹤和報告存儲層間的固態硬盤剩余容量，你還需要安裝存儲資源管理軟件(Storage Resource Mnagment，SRM)。SRM能夠提供足夠的詳細資料，這樣就不再需要為了制訂固態硬盤的空間使用策略而拍腦門了。

　　在這里，存儲資源精簡配置是指當有數據寫入時，只利用高速硬盤的空間，而使其他硬盤盡量空閑，這樣可以保持最高的性能。不過，雖然存儲資源精簡配置軟件已經比較成熟，但其能支持固態硬盤的廠商目前還寥寥無幾。

　　另一種優化軟件叫自動分層存儲軟件。部署固態硬盤雖然能夠提高性能，但如果不進行合理的安排，如不及時將大量數據從固態硬盤向低速硬盤轉移，則將會造成大量數據滯留在固態硬盤的狀態，降低系統效率。據行業調查分析顯示，在存儲系統中，無論何時都有70%～80%的數據是靜止不動的。自動分層技術能夠提高業務數據的流動性，而不再需要管理員進行干涉或者任何其他的數據分類軟件，節省了時間和資金。

　　如果能夠將存儲資源精簡配置與自動分層存儲結合起來，用戶就能最大程度地發揮固態硬盤的優勢，為關鍵性業務軟件提供最好的硬件支持。

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　　讓SSD創造價值

　　固態硬盤的高效率在于其提高輸入輸出速度的能力，雖然每GB成本比磁盤存儲器要高，但單位輸入輸出成本卻低很多，這是根據固態硬盤的實際使用情況統計得到的結果。有些廠商甚至認為固態硬盤的存儲速度相當于30個光纖通道。

　　雖然大部分數據中心基本上每天處理的IPOS不會數以萬計，但從目前來看，部署固態硬盤可以為將來做準備，讓企業與未來的增長無縫接軌。

　　值得一提的是，固態硬盤的價值還可以在桌面電腦上得到體現，因為有些高端用戶是將性能、訪問速度放在第一位的。固態硬盤帶來的更短的數據傳輸延遲可以提高數據庫的訪問速度和銷售報告的處理速度，也就是說，固態硬盤的價值不僅可以體現在企業運營上，同時還可以提高員工的工作效率。

　　SSD的自動化工具

　　目前，存儲廠商們正在開發一種自動化軟件，使用它可以將頻繁使用的數據自動地存放在高速閃存設備中。

　　IT管理員們都知道，在存儲系統中，頻繁讀寫的數據往往要求更高的訪問速度。閃存式存儲器是一種良好的解決辦法，但要完全發揮固態硬盤的優勢還需要某種自動化軟件的輔助才行。目前世界上的主要存儲廠商才剛剛開始涉足這個領域。

　　閃存式存儲設備由于不需要旋轉磁碟，所以可以得到更高的單位數據讀取速度。但閃存式存儲器的寫入速度不及讀取速度，單位比特成本也比磁碟式硬盤高出許多。所以，目前來看，固態硬盤仍然不能取代磁碟式硬盤，兩者結合起來使用才是最好的選擇。

　　根據企業不同的需求，使用閃存的方法主要有兩種。相比不使用閃存的傳統快速存儲方法來說，這兩種使用閃存的快速存儲方法都具有空間占用少、電能消耗低的特點。

　　第一種方法是直接將閃存插入服務器中，這樣可以令閃存工作在DRAM的下一層。通常將讀寫頻率最高的數據自動地保存在閃存這一存儲層上，直到其讀寫頻率降低為止，而此時閃存中的數據則將被轉移到磁碟存儲器中。作為組成固態硬盤的存儲介質，閃存實際上位于永久性存儲系統中的最頂層。

　　在固態硬盤中存儲那些讀寫頻繁的數據最能體現固態硬盤的價值，比如數據庫信息或流媒體數據等。但是，由于讀寫頻繁的數據并不固定，因為所有數據的使用頻率都在不斷變化中，其所在的存儲單元也不盡相同。因此，存儲廠商目前都在試圖尋找能夠自動發現活躍數據的方法，從而能夠自動地將這些數據轉移至數據中心的閃存層，以此提高系統的性能。

　　日前，IBM公司官方透露了一些在這個領域所做的工作細節。IBM目前在開發一個被稱為數據自動再存儲(Automatic Data Relocation)的系統。該系統能夠在某一個存儲單元中識別最活躍的數據，然后將其轉移至閃存中，將不活躍的數據保存在磁碟存儲器中。據IBM存儲虛擬市場經理Chris Saul稱，IBM計劃明年上半年在其DS8000存儲陣列中首先應用這一系統，而從明年下半年開始在其存儲虛擬中心(Storage Virtualization Center)平臺上應用。

　　EMC公司也在開發自動分層系統——FAST(全自動存儲分層)系統，該產品將在今年晚些時候投放市場。EMC計劃明年年中在這個系統中增加子存儲單元分析功能。目前，Compellent Technologies在自動數據轉移方面走在了行業的前面，并且已經開發出了具備子存儲單元分析能力的產品。

　　據Forrester咨詢公司的分析師Andrew Reichman介紹，將閃存作為緩存使用則比較適合那些對速度性能要求極高的企業，比如說股票交易所。在這種情況下，基本的數據排序是自動的，并且大部分廠商會提供將特定類型數據“釘”進閃存的工具，這樣可以保證緩存中的數據不會丟失。

　　固態硬盤的另一個用法是作為存儲陣列使用，但Andrew Reichman說，這需要企業尋找出或自己開發出一種專門的分析工具，用來識別哪些文件才最適合放在固態硬盤中，但并不是所有企業都具有自己開發的人力和資金。

　　不過還是有一些企業擁有這樣的實力，例如MySpace。MySpace的技術運營副總裁Richard Buckingham說，MySpace目前仍然將閃存當做緩存來使用，因為多媒體社交網絡服務對速度的要求很高，但預計公司未來很可能會增加固態硬盤的數量。他表示，MySpace擁有自己的技術專家，能夠開發出自己的自動分層軟件。而這樣的優勢很少有企業能夠擁有。

　　對于大多數企業來說，使用FAST或者Automatic Data Relocation軟件，可以解決上述大部分工作。Forrester咨詢公司的Andrew Reichman說，目前存儲廠商們都在開發自動化數據移動工具，因為這些工具可以使大部分企業在擁有閃存以后得到效率的提高和成本的降低。他認為，自動化軟件是隱藏在閃存背后的需求。

　　451集團的分析師Henry Baltazar說:“自動分層是未來的趨勢，因為一點一點地分析不同的數據實在是太痛苦了。” 他認為，雖然軟件可以代替人來指定哪些數據應該存儲在什么地方，但是在此之前整個行業需要統一出一個標準來，只有這樣才能讓分層軟件適用于不同的存儲結構。據說，美國存儲網絡工業協會(SNIA)目前正在制定這個標準，Henry Baltazar說，希望這個標準能夠得到廠商們的支持。

　　這位分析師還說，在任意的自動化系統中，子存儲單元的性能是至關重要的。但如果只是因為某數據庫中的一部分數據訪問頻率較高就將所有存儲介質都換成閃存顯然是不合適的，因為固態硬盤比磁碟型硬盤的每比特價格高得多。

　　Andrew Reichman也表示:“在整個存儲單元中全部使用固態硬盤意味著浪費。這可是10倍成本的區別。”