SSD是指Solid State Disk,是指沒有活動(dòng)部分的完全固態(tài)存儲(chǔ)盤。雖然和目前的USB閃存盤相似,但由于是基于PATA或者SATA的硬盤接口設(shè)計(jì),訪問速度以及在系統(tǒng)內(nèi)的優(yōu)先級(jí)都比USB接口的閃存盤更高。而且,隨著容量單位價(jià)格下降,SSD一直是以取代目前主流的碟片式硬盤為目標(biāo)前進(jìn)的。
SSD由于沒有活動(dòng)部件而且因?yàn)椴捎玫氖前雽?dǎo)體存儲(chǔ),在速度提升以及抗振動(dòng)、節(jié)能、可靠性方面是碟片式硬盤不能比的,目前唯一阻礙是相對(duì)較高的每GB成本以及讀寫速率。
成本問題
這聽起來很好,但是為什么我們不安裝更多的SSD呢?簡(jiǎn)單的說,答案就是成本。一個(gè)很矛盾的現(xiàn)象就是,當(dāng)你按每GB或每TB成本比較SSD和HDD時(shí),HDD更便宜,而SSD成本更高;但是,如果你比較I/O處理能力,以及要達(dá)到和SSD同樣水準(zhǔn)的IOPS、帶寬、處理負(fù)荷或有效負(fù)荷,需要多少HDD、接口、控制器和機(jī)箱時(shí),那么SSD就顯得更經(jīng)濟(jì)。同HDD相比,按照容量計(jì)算,除了高成本以外,DRAM的另一個(gè)不利方面就是其保存數(shù)據(jù)所需的電力較多。
DRAM在讀取上的性能表現(xiàn)非常好,但是奇怪的是SSD只能用于小量的隨機(jī)的IOPS,這種情況從早期一直持續(xù)到現(xiàn)在的一些產(chǎn)品。有一些DRAMSSD解決方案可以同時(shí)支持光纖通道和InfiniBand,并能夠同時(shí)處理小量隨機(jī)IOPS和大量的序列傳輸工作負(fù)荷。
多年來,DRAMSSD解決數(shù)據(jù)持續(xù)性問題的方法是通過電池來支持高速緩存或當(dāng)主電能無法用時(shí),通過UPS設(shè)備來維持記憶體的電能。SSD也將電池備份和內(nèi)部的HDD整合在一起,這里的HDD可能是獨(dú)立磁盤、鏡像磁盤或校驗(yàn)保護(hù)磁盤,但都通過電池來供能,這使得當(dāng)出現(xiàn)電源故障或電源切斷的時(shí)候,DRAM可以沖洗(下線)到HDD。雖然基于DRAM的SSD的性能要明顯優(yōu)于基于HDD的系統(tǒng),但是SSD仍然需要電力來支持其內(nèi)部HDD,DRAM,電池(蓄電池)和控制器。如果你擔(dān)心綠色和環(huán)保問題,那么你就會(huì)考慮這些電池以及它們的安全處置措施(如,WEEE--廢棄電子電氣設(shè)備指令,和RoHS--電子電氣設(shè)備所含有害物質(zhì)限制)。
替代方式:閃存
DRAM在電源切斷的時(shí)候就不再保存數(shù)據(jù)。和DRAM不同,基于閃存的記憶體已經(jīng)受到了越來越多的歡迎,這是因?yàn)槠鋯挝蝗萘砍杀颈容^低而且其存儲(chǔ)不易丟失,也就是說在保存數(shù)據(jù)期間不需要電源。鑒于其低能耗,低成本和良好的容量,以及電源關(guān)閉時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)的能力,閃存記憶體已經(jīng)在低端的USBU盤和如iPod這樣的MP3播放器中得到了廣泛應(yīng)用。
基于閃存的記憶體的不利方面是它的性能,特別是在寫入方面不如基于DRAM的記憶體;而且,過去,在記憶體單元重寫和更新的次數(shù)上,閃存的負(fù)載周期有限。隨著目前企業(yè)級(jí)閃存的出現(xiàn),它們的負(fù)載周期要比普通消費(fèi)者所用的或一次性閃存產(chǎn)品的負(fù)載周期要高得多。
將這兩種方式結(jié)合起來(混合方式),最好就是將RAM作為共享存儲(chǔ)系統(tǒng)的高速緩存,利用緩存算法來最大化緩存效果,優(yōu)化預(yù)讀、后寫以及校驗(yàn)操作來提升性能;同時(shí)用閃存來保存數(shù)據(jù),充分利用其相對(duì)于所有基于HDD的存儲(chǔ)系統(tǒng)都更低的能耗和改善的性能。
因此,在企業(yè)級(jí)的基于閃存的存儲(chǔ)系統(tǒng)上,你可能需要支付更高的價(jià)格,因?yàn)樗鼘⑹褂靡欢ǖ腄RAM來作為高速緩存緩沖區(qū),以便加速對(duì)閃存的讀取和寫入,同時(shí),除了一般的內(nèi)存奇偶校驗(yàn)碼外,這個(gè)系統(tǒng)還要采用一定形式的數(shù)據(jù)完整性保護(hù)。即使是企業(yè)級(jí)配置,這種系統(tǒng)總體上還是低成本。在享受將更多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SSD上的優(yōu)勢(shì)的同時(shí),還可以得到更低的能耗和更高的性能。從單位事務(wù)處理或單位工作負(fù)荷的角度上看,其價(jià)格也更加合理。
例如,Texas Memory Systems(TMS)公司在2007年推出的RAM-SAN500就由一個(gè)RAM來作為高速緩存和基于閃存的存儲(chǔ)來進(jìn)行數(shù)據(jù)保存。EMC也剛剛宣布在他們的以DRAM作為高速緩存中心的DMX系列存儲(chǔ)系統(tǒng)上安裝了基于閃存的SSD。對(duì)于EMC來說,基于SSD和DRAM的技術(shù)并不陌生,他們?cè)缭谏鲜兰o(jì)80年代末期就利用了這些技術(shù),而且成功推出了以高速緩存為中心的大型存儲(chǔ)系統(tǒng),即DMX系列。
這些消息和其他的消息一起標(biāo)志著SSD重新回到了行業(yè)舞臺(tái)的中心。在臺(tái)式機(jī)和消費(fèi)者的層面上,SSD也頻頻露相,比如三星推出能夠替代或輔助筆記本HDD的SSD,或是FusionIO卡,這種卡能夠安裝在計(jì)算機(jī)I/O槽,并通過直接插入或通過內(nèi)部PCI總線來閃存讀取存儲(chǔ)。這些都是由傳統(tǒng)的DRAMSSD組件和存儲(chǔ)解決方案廠商所推出的,而且他們繼續(xù)在性能、價(jià)格和產(chǎn)品組合上改進(jìn)他們的解決方案。
能源
隨著像電力、冷卻和占用空間這樣的"綠色"存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)中心問題日益重要(見"如何保持性能、可靠性、容量和能源的平衡,并滿足存儲(chǔ)能耗和冷卻需求"),我們正在從如何避免使用電力的討論轉(zhuǎn)移到如何利用好手中已有的電能以達(dá)到更好的能源效率,包括提升性能的同時(shí)降低能源消耗,以及智能電源管理--通過智能電源管理,可以在不犧牲應(yīng)用程序性能或可靠性的前提下降低電力消耗。
上世紀(jì)70年代的石油危機(jī)時(shí)的市場(chǎng)風(fēng)向和現(xiàn)在關(guān)注綠色I(xiàn)T和存儲(chǔ)有一些有趣的相似之處。在70年代的石油危機(jī)中,人們發(fā)起了節(jié)省能源和避免能源消耗的運(yùn)動(dòng),我們能看到類似的關(guān)于避免存儲(chǔ)中能源消耗的信息,第一代MAID的出現(xiàn)占據(jù)了許多頭版頭條。其后的能源節(jié)約浪潮主要是引入更加具有能耗經(jīng)濟(jì)性的汽車。在存儲(chǔ)領(lǐng)域中,類似的故事包括智能電源管理、以及按照單位能耗計(jì)算能夠比過去承擔(dān)更多工作負(fù)荷或活動(dòng)、能夠處理更多事務(wù)、能夠訪問更多文件、具有更高的IOPS或帶寬的存儲(chǔ)。下一個(gè)浪潮將包括采用更好的實(shí)踐,包括更好的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)管理、歸檔、壓縮、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除,以及采用一定形式來降低數(shù)據(jù)占用印跡,使用其他技術(shù)工具來在現(xiàn)有資源的條件下做更多的事情和維持業(yè)務(wù)發(fā)展。
曾經(jīng)有說法認(rèn)為SSD只適用于數(shù)據(jù)庫而不適用于文件。事實(shí)是,在過去,由于基于DRAM的解決方案的成本比較高,所以只有特定的數(shù)據(jù)庫表或文件,索引,日志或日志文件,或其他暫時(shí)的性能密集型數(shù)據(jù)會(huì)放在SSD上。如果數(shù)據(jù)庫足夠小或你的預(yù)算足夠多,那么整個(gè)數(shù)據(jù)庫都可能放在SSD上。現(xiàn)在,由于DRAM和閃存的成本比較低,許多新的應(yīng)用程序和用途設(shè)計(jì)都使用了SSD技術(shù)。例如,使用高速緩存I/O加速器(例如來自Gear6公司的產(chǎn)品)可以提升NFS(網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng))的文件服務(wù)器的數(shù)據(jù)訪問性能。這反映了一種行業(yè)趨勢(shì),以及閃存SSD所帶來的商業(yè)利益。
在非網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)的情況下,一般來說,通過SSD來手工解決I/O性能問題的方法是使用“熱文件”I/O分析工具來跟蹤性能瓶頸或那些I/O活動(dòng)過多的文件,并將這些文件列為需要移動(dòng)到基于塊存儲(chǔ)的SSD的候補(bǔ)文件。由于在過去幾年人們主要關(guān)注如何提升存儲(chǔ)利用率,在一些情況下忽視了性能,因此在未來我們將看到存儲(chǔ)和IT資源管理工具將會(huì)把更多的注意力放在性能上,以幫助使用更高性能的存儲(chǔ)層。換句話說,從節(jié)約能源轉(zhuǎn)移到提高能源效率。
有很多廠商曾經(jīng)進(jìn)入過SSD領(lǐng)域,其中有Imperial,MTI,通過DEC的昆騰,以及StorageTek等。現(xiàn)在涉足DRAM和基于閃存的固態(tài)硬盤、組件或解決方案的廠商包括Bitmicro,Curtis,戴爾,EMC,Gear6,Imation,Mtron,STEC,三星,SanDisk,希捷,SolidData,Ridata,TMS和東芝等。