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   編者語：在任意的自動化系統(tǒng)中，子存儲單元的性能是至關(guān)重要的。但如果只是因為某數(shù)據(jù)庫中的一部分數(shù)據(jù)訪問頻率較高就將所有存儲介質(zhì)都換成閃存顯然是不合適的，因為固態(tài)硬盤比磁碟型硬盤的每比特價格高得多。那么，什么樣的應(yīng)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(shù)據(jù)中心應(yīng)用中體現(xiàn)出它的最大價值?

   于閃存的固態(tài)硬盤(SSD)今年以來成為大多數(shù)企業(yè)級存儲系統(tǒng)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(yīng)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(shù)據(jù)中心應(yīng)用中體現(xiàn)出它的最大價值?

　　固態(tài)硬盤(Solid State Disk，SSD)存儲技術(shù)從出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年了，但最近才開始廣泛應(yīng)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(yīng)用。從去年開始，SSD開始進入企業(yè)級存儲系統(tǒng)中，或作為緩存應(yīng)用，提高系統(tǒng)的性能，或作為分層存儲中的“0”層存儲，加快關(guān)鍵應(yīng)用的讀寫速度，消除系統(tǒng)中的“熱點”。自從最為積極倡導(dǎo)SSD的EMC公司去年率先在其高端存儲系統(tǒng)中應(yīng)用了SSD后，大部分企業(yè)級存儲廠商都開始在自己的存儲系統(tǒng)中支持SSD。同時，很多企業(yè)目前也意識到了在數(shù)據(jù)中心中部署固態(tài)硬盤支持關(guān)鍵應(yīng)用軟件帶來的好處。不過，即使是已經(jīng)推出支持SSD存儲系統(tǒng)的廠商，也有相當(dāng)一部分并沒有將其作為重點產(chǎn)品來推廣，究其原因，最重要的一點就是SSD目前相比傳統(tǒng)磁盤的昂貴的價格，使它還不能成為“想用就用”的存儲設(shè)備，距離廣泛普及恐怕還有相當(dāng)?shù)臅r日。

　　想清楚四個基本問題

　　相比傳統(tǒng)硬盤，固態(tài)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(tài)硬盤在數(shù)據(jù)中心中體現(xiàn)最大的價值。

　　有一點需要特別說明的是，固態(tài)硬盤也分不同的種類，性能和成本也不盡相同。固態(tài)硬盤的高速性能的成本很高，平均每GB容量的成本是傳統(tǒng)硬盤的10倍。在選擇固態(tài)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(tài)硬盤最適合目前的應(yīng)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(diào)查中預(yù)測，2007年到2012年，固態(tài)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(shù)應(yīng)用程序來說，固態(tài)硬盤能夠顯著提高IPOS(每秒讀寫次數(shù))。使用固態(tài)硬盤代替部分傳統(tǒng)硬盤，能夠發(fā)揮分層存儲的最大優(yōu)勢，因為分層存儲經(jīng)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(shù)據(jù)。不過，如果在分層存儲中集成固態(tài)硬盤卻不做任何優(yōu)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(fā)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(tài)硬盤，同時確保能夠發(fā)揮固態(tài)硬盤的最大性能，比如用固態(tài)硬盤來支持關(guān)鍵的虛擬化軟件。要確定能否在現(xiàn)有磁盤陣列中集成固態(tài)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(tài)硬盤。如果系統(tǒng)的架構(gòu)不合理，那么，使用固態(tài)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(tǒng)磁碟型硬盤。如果你正在幾款固態(tài)硬盤之間猶豫的話，那么，你可以與供應(yīng)商們溝通，從而在購買之前確定固態(tài)硬盤在系統(tǒng)中集成的方式以及發(fā)揮其最大性能優(yōu)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(shè)計，而對其影響最大的問題在于選擇將固態(tài)硬盤用做存儲系統(tǒng)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(wù)器或控制器的性能，因為此時的固態(tài)硬盤就好像一塊額外的DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態(tài)隨機存儲器)內(nèi)存。由于目前許多控制器本質(zhì)上來講都是一個封閉的系統(tǒng)，無法增加緩存卡，而惟一補充緩存的辦法就是將固態(tài)硬盤當(dāng)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(tài)硬盤當(dāng)做緩存使用，那么系統(tǒng)將與分層存儲結(jié)構(gòu)不兼容。而目前業(yè)內(nèi)普遍認為，分層存儲是充分利用固態(tài)硬盤高速性能的最佳途徑。

　　將固態(tài)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(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤放在一起，組成分層存儲結(jié)構(gòu)。在分層存儲體系中，固態(tài)硬盤只為那些對性能要求較高的應(yīng)用軟件提供支持，于是需要的固態(tài)硬盤數(shù)量就較少。對于那些不太重要而卻需要快速訪問的數(shù)據(jù)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(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤之間的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的成本。

　　總之，選擇將固態(tài)硬盤當(dāng)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(shù)據(jù)。固態(tài)硬盤作為緩存使用可以極大地提高整個存儲架構(gòu)的性能，并且不需要增加額外的軟件和員工培訓(xùn)，但這種設(shè)計與分層存儲不兼容。如果把固態(tài)硬盤作為固定硬盤使用，也可以起到提高系統(tǒng)性能的作用，這樣的設(shè)計只需要將分層系統(tǒng)中最活躍的部分換成固態(tài)硬盤即可，而不需要把所有存儲器都換成固態(tài)硬盤。

　　3. SLC還是MLC:SSD的“芯”也需要選擇

　　目前的固態(tài)硬盤主要分兩大類:基于閃存結(jié)構(gòu)的和基于DRAM結(jié)構(gòu)的。自從固態(tài)硬盤出現(xiàn)以來，閃存一直比DRAM更受到數(shù)據(jù)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(jīng)比傳統(tǒng)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(shù)存儲陣列廠商的不同格式。

　　閃存式固態(tài)硬盤發(fā)展至今，也出現(xiàn)了兩種結(jié)構(gòu)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(yīng)用于企業(yè)級存儲，其特點是每個數(shù)據(jù)字節(jié)存儲在一個單元內(nèi)。這種類型的存儲格式可靠性高、壽命長、循環(huán)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(jié)構(gòu)中，由于每個存儲單元中存放的資料較多，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，出錯的幾率也會增加—如果某個單元出現(xiàn)了故障，會丟失很多連帶數(shù)據(jù)。

　　4.選擇能使SSD效率最大化的軟件

　　人們使用固態(tài)硬盤的原因在于其能夠提高關(guān)鍵性應(yīng)用軟件的運行和訪問速度。因此，軟件也是固態(tài)硬盤的一個重要問題。目前使固態(tài)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(tài)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(tài)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(dāng)有數(shù)據(jù)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(jīng)比較成熟，但其能支持固態(tài)硬盤的廠商目前還寥寥無幾。

　　另一種優(yōu)化軟件叫自動分層存儲軟件。部署固態(tài)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(shù)據(jù)從固態(tài)硬盤向低速硬盤轉(zhuǎn)移，則將會造成大量數(shù)據(jù)滯留在固態(tài)硬盤的狀態(tài)，降低系統(tǒng)效率。據(jù)行業(yè)調(diào)查分析顯示，在存儲系統(tǒng)中，無論何時都有70%～80%的數(shù)據(jù)是靜止不動的。自動分層技術(shù)能夠提高業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流動性，而不再需要管理員進行干涉或者任何其他的數(shù)據(jù)分類軟件，節(jié)省了時間和資金。

　　如果能夠?qū)⒋鎯Y源精簡配置與自動分層存儲結(jié)合起來，用戶就能最大程度地發(fā)揮固態(tài)硬盤的優(yōu)勢，為關(guān)鍵性業(yè)務(wù)軟件提供最好的硬件支持。

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　　讓SSD創(chuàng)造價值

　　固態(tài)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(jù)固態(tài)硬盤的實際使用情況統(tǒng)計得到的結(jié)果。有些廠商甚至認為固態(tài)硬盤的存儲速度相當(dāng)于30個光纖通道。

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

　　值得一提的是，固態(tài)硬盤的價值還可以在桌面電腦上得到體現(xiàn)，因為有些高端用戶是將性能、訪問速度放在第一位的。固態(tài)硬盤帶來的更短的數(shù)據(jù)傳輸延遲可以提高數(shù)據(jù)庫的訪問速度和銷售報告的處理速度，也就是說，固態(tài)硬盤的價值不僅可以體現(xiàn)在企業(yè)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(fā)一種自動化軟件，使用它可以將頻繁使用的數(shù)據(jù)自動地存放在高速閃存設(shè)備中。

　　IT管理員們都知道，在存儲系統(tǒng)中，頻繁讀寫的數(shù)據(jù)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(fā)揮固態(tài)硬盤的優(yōu)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(lǐng)域。

　　閃存式存儲設(shè)備由于不需要旋轉(zhuǎn)磁碟，所以可以得到更高的單位數(shù)據(jù)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(tài)硬盤仍然不能取代磁碟式硬盤，兩者結(jié)合起來使用才是最好的選擇。

　　根據(jù)企業(yè)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(tǒng)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(wù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)則將被轉(zhuǎn)移到磁碟存儲器中。作為組成固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)，閃存實際上位于永久性存儲系統(tǒng)中的最頂層。

　　在固態(tài)硬盤中存儲那些讀寫頻繁的數(shù)據(jù)最能體現(xiàn)固態(tài)硬盤的價值，比如數(shù)據(jù)庫信息或流媒體數(shù)據(jù)等。但是，由于讀寫頻繁的數(shù)據(jù)并不固定，因為所有數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)活躍數(shù)據(jù)的方法，從而能夠自動地將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至數(shù)據(jù)中心的閃存層，以此提高系統(tǒng)的性能。

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

　　EMC公司也在開發(fā)自動分層系統(tǒng)——FAST(全自動存儲分層)系統(tǒng)，該產(chǎn)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(tǒng)中增加子存儲單元分析功能。目前，Compellent Technologies在自動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移方面走在了行業(yè)的前面，并且已經(jīng)開發(fā)出了具備子存儲單元分析能力的產(chǎn)品。

　　據(jù)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(yè)，比如說股票交易所。在這種情況下，基本的數(shù)據(jù)排序是自動的，并且大部分廠商會提供將特定類型數(shù)據(jù)“釘”進閃存的工具，這樣可以保證緩存中的數(shù)據(jù)不會丟失。

　　固態(tài)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(yè)尋找出或自己開發(fā)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(tài)硬盤中，但并不是所有企業(yè)都具有自己開發(fā)的人力和資金。

　　不過還是有一些企業(yè)擁有這樣的實力，例如MySpace。MySpace的技術(shù)運營副總裁Richard Buckingham說，MySpace目前仍然將閃存當(dāng)做緩存來使用，因為多媒體社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對速度的要求很高，但預(yù)計公司未來很可能會增加固態(tài)硬盤的數(shù)量。他表示，MySpace擁有自己的技術(shù)專家，能夠開發(fā)出自己的自動分層軟件。而這樣的優(yōu)勢很少有企業(yè)能夠擁有。

　　對于大多數(shù)企業(yè)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(fā)自動化數(shù)據(jù)移動工具，因為這些工具可以使大部分企業(yè)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)應(yīng)該存儲在什么地方，但是在此之前整個行業(yè)需要統(tǒng)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(jié)構(gòu)。據(jù)說，美國存儲網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)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(tǒng)中，子存儲單元的性能是至關(guān)重要的。但如果只是因為某數(shù)據(jù)庫中的一部分數(shù)據(jù)訪問頻率較高就將所有存儲介質(zhì)都換成閃存顯然是不合適的，因為固態(tài)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(tài)硬盤意味著浪費。這可是10倍成本的區(qū)別?！?/P>