50多年以來，磁盤驅(qū)動(dòng)器一直作為主要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)途徑，但其地位在今天正在受到挑戰(zhàn)。隨著價(jià)格的下降以及穩(wěn)定性的提升，固態(tài)存儲(chǔ)開始逐步打入企業(yè)級(jí)市場(chǎng)；并且隨著固態(tài)存儲(chǔ)產(chǎn)品中增加的磁盤驅(qū)動(dòng)器技術(shù)，出現(xiàn)了大量提供全閃存陣列產(chǎn)品的新興企業(yè)。
雖然在傳統(tǒng)的陣列中部署固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的方式已有數(shù)年之久，但這種簡(jiǎn)單地將磁盤驅(qū)動(dòng)器替換成固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的方式卻無法保證高性能。正如我們所能預(yù)見的，要實(shí)現(xiàn)固態(tài)驅(qū)動(dòng)器和閃存的最佳效能，其處理方式和傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)磁盤完全不同。
SSD之間的差異
固態(tài)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品中包含了閃存和控制器電路，工作方式和通常的磁盤驅(qū)動(dòng)器類似。現(xiàn)今該產(chǎn)品有兩種使用類型，單層式存儲(chǔ)（SLC）和多層式存儲(chǔ)（MLC）。單層式存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器在每個(gè)單元內(nèi)存儲(chǔ)一位字節(jié)，而多層存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器能夠在每個(gè)單元內(nèi)存儲(chǔ)多個(gè)字節(jié)（通常是兩位）。就每GB而言，SLC驅(qū)動(dòng)器的價(jià)格更加昂貴，不過使用時(shí)間也更長(zhǎng)并且通常較MLC產(chǎn)品而言性能更快。MLC驅(qū)動(dòng)器每GB相對(duì)便宜一些，不過在耐用性（在讀寫操作中出現(xiàn)不能修復(fù)的錯(cuò)誤之前的使用時(shí)間）確實(shí)是一個(gè)問題。一些供應(yīng)商同時(shí)也推出了第三類閃存，企業(yè)級(jí)多層式存儲(chǔ)（eMLC），品質(zhì)較MLC更好，提供更長(zhǎng)的使用時(shí)間。
閃存可以包裝成磁盤驅(qū)動(dòng)器的樣子，模擬標(biāo)準(zhǔn)的SAS或SATA協(xié)議。絕大多數(shù)供應(yīng)商會(huì)選擇使用這些接口用于SSD部署，不過雖然接口一樣，SSD和HDD的特性完全不同。
磁盤驅(qū)動(dòng)器天生屬于機(jī)械類，所需要的物理移動(dòng)造成了I/O運(yùn)作時(shí)的延遲。HDD在處理高隨機(jī)工作負(fù)載效率尤其低下，因?yàn)樾枰粩鄬⒆x寫磁頭移動(dòng)，不過在順序讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，其表現(xiàn)不錯(cuò)。
而SSD沒有要移動(dòng)的部件，在順序或隨機(jī)I/O時(shí)都不會(huì)造成額外的負(fù)擔(dān)，這使得SSD在某些場(chǎng)合下十分有效，比如虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)（VDI）。
固態(tài)驅(qū)動(dòng)器較磁盤驅(qū)動(dòng)器在讀寫方面都有數(shù)量級(jí)上的提升；一塊通常的SSD驅(qū)動(dòng)器即便在隨機(jī)I/O的使用環(huán)境下也能夠達(dá)到100，000的IOPS。同時(shí)，較之于磁盤驅(qū)動(dòng)器，SSD的重量也更輕，并使用更少的能耗，對(duì)于許多企業(yè)存儲(chǔ)陣列的總體擁有成本（TCO）也有不小的影響。
SSD的缺陷
除了這些表面的優(yōu)勢(shì)，SSD也絕非完美的驅(qū)動(dòng)器，有其自身的缺陷。最為明顯的是閃存的有限寫操作周期，SSD最終會(huì)損耗殆盡。通常，SLC閃存的耐久度大約為100，000次寫周期；MLC閃存則少了一個(gè)數(shù)量級(jí)，每個(gè)數(shù)據(jù)單位只有大約10，000次。除了這些，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取也并不完全可靠。廠商方面應(yīng)用了許多技術(shù)來擴(kuò)展使用周期，包括損耗平衡、糾錯(cuò)編碼、壞數(shù)據(jù)塊重新映射以及過量配置。
SSD的響應(yīng)時(shí)間同樣有可能不一致。數(shù)據(jù)寫入SSD時(shí)會(huì)送到整個(gè)驅(qū)動(dòng)器上以確保每個(gè)獨(dú)立單元均勻磨損。這一流程稱為損耗平衡。隨著新數(shù)據(jù)的寫入，各單元塊會(huì)被重新標(biāo)記回收。隨著一塊SSD達(dá)到較高的利用率或?qū)懖僮鳎摶厥者^程可能會(huì)因?yàn)闊o效數(shù)據(jù)區(qū)域的覆蓋操作延緩響應(yīng)時(shí)間。很顯然，這種情形是低延遲環(huán)境中所不可取的。
是否要效仿磁盤驅(qū)動(dòng)器
將閃存包裝成傳統(tǒng)磁盤驅(qū)動(dòng)器一樣的形式有不少明顯的好處。其可以簡(jiǎn)單地整合到盤陣中取代現(xiàn)有的磁盤驅(qū)動(dòng)器，并且其支持現(xiàn)有的協(xié)議和形狀。絕大多數(shù)SSD陣列供應(yīng)商會(huì)這樣選擇，使用常見的SSD作為標(biāo)準(zhǔn)形狀。不過，有兩家廠商并沒有這樣做。
Nimbus Data System公司設(shè)計(jì)了其自有的SSD驅(qū)動(dòng)器，其稱為企業(yè)級(jí)閃存模塊（EFMs）。這些定制化的eMLC驅(qū)動(dòng)器工作在Nimbus的S系列和C系列存儲(chǔ)陣列中。EFMs有專用的控制器軟件和額外的本地非易失性RAM（NVRAM），使得寫操作完成后迅速確認(rèn)而無需等數(shù)據(jù)回復(fù)到閃存上。
Violin Memory公司使用其定制化的Violin智能化內(nèi)存模塊（VIMMs）。這些驅(qū)動(dòng)器在三口的交換機(jī)中整合了閃存和控制器邏輯，提供一個(gè)陣列內(nèi)和其它VIMMs的冗余連接以確保可用性。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://m.hanmeixuan.com/
本文標(biāo)題：全閃存陣列解析：固態(tài)硬盤的類別和缺陷
本文網(wǎng)址：http://m.hanmeixuan.com/html/support/1112158672.html
相關(guān)文章
