固態(tài)存儲正在革命性地改變計算機存儲。和目前普遍的旋轉(zhuǎn)式媒介磁盤驅(qū)動器不同,固態(tài)驅(qū)動器沒有移動部件會浪費能源或延遲數(shù)據(jù)訪問。最快的基于PCIe的固態(tài)設(shè)備可以達到每秒100萬次以上隨機磁盤訪問的速度,而最快的旋轉(zhuǎn)式媒介磁盤驅(qū)動器只能每秒提供大約200次隨機磁盤訪問的速度。
固態(tài)磁盤往往用作“最酷的”筆記本的一部分,吸引那些追尋速度和低能耗的粉絲。對于企業(yè)級計算來說,高速和低能耗也是固態(tài)存儲的優(yōu)點,盡管這時候主管們追求的則是投資回報(ROI)和能耗節(jié)約。旋轉(zhuǎn)式媒介磁盤驅(qū)動器的價格比固態(tài)存儲低大約5000倍,這就是為什么旋轉(zhuǎn)式磁盤驅(qū)動器目前仍然這么受歡迎的緣故,不過多層單元(MLC)固態(tài)驅(qū)動器(SSD)正在縮小這個價格差異。在高速緩存或分層存儲系統(tǒng)上,智能地使用固態(tài)存儲仍然是追尋固態(tài)存儲速度和實現(xiàn)最佳性價比的最好方式。
目前市場上主要有兩種固態(tài)技術(shù):MLC和單層單元(SLC)閃存設(shè)備。MLC存儲可以提高存儲密度,因為它可以在一個單元上用多個層來存儲信息。這樣做可以降低制造成本以及消費者價格,但是它業(yè)帶來了更高的錯誤率。大多數(shù)消費者SSD產(chǎn)品使用MLC記憶體。各種錯誤糾正機制讓消費者幾乎感覺不到固態(tài)存儲設(shè)備的錯誤。
SLC技術(shù)在單層單元上存儲信息。這樣可以進一步降低能耗,將速度提高到比MLC記憶體更快的水平。SLC主要售給企業(yè)客戶,因為低錯誤率和高性能的優(yōu)點抵消了產(chǎn)品的高價格缺點。
在速度、可靠性和能耗上,固態(tài)技術(shù)明顯優(yōu)于機械式磁盤技術(shù)。閃存記憶體確實會發(fā)生損耗,因為它只能支持有限次數(shù)的寫入。不過,壽命問題對于大多數(shù)消費者和企業(yè)應(yīng)用來說不是什么大的問題,因為寫入均衡技術(shù)可以確保寫入發(fā)生在所有的存儲媒介上。24小時內(nèi)10%的寫入率在許多年內(nèi)不會影響到普通消費者和企業(yè)客戶的擁有成本。
SSD確實很快,它們總是能充分地利用磁盤接口速度。目前的SATA磁盤驅(qū)動器支持3Gb/秒接口。SSD支持更新的6Gb/秒接口,它們可以充分利用更快的接口速度。
對于那些追求終極存儲性能的人來說,PCIe接口可以達到每秒100萬次以上的隨機訪問速度,每秒可以遷移數(shù)十億字節(jié)的數(shù)據(jù)。實際上,許多固態(tài)設(shè)備(無論是SATA接口還是PCIe接口)都足夠快得以至于文件系統(tǒng)中的CPU文件查找要限制速度。只有當(dāng)在一個文件內(nèi)執(zhí)行隨機操作的時候才能指望有接近每秒100萬次IO操作(IOPS)的速度。換句話說,SSD存儲的速度要快得多,但是無法即刻用于許多操作,比如計算機的啟動。同時,一些PCIe SSD設(shè)備是無法用于啟動的,這可能對一些應(yīng)用程序來說是個問題。
機械式磁盤唯一還具有競爭力的領(lǐng)域就是價格--每GB成本。低端SSD的單位GB成本大約在1.50美元左右。Gartner預(yù)測SSD價格將會在2012年前下滑到每GB 1美元左右。與此形成對比的是,機械式磁盤驅(qū)動器的成本在每GB 0.13美元左右。在購買一臺蘋果MacBook Pro電腦的時候,將320GB硬盤驅(qū)動器換成256GB SSD驅(qū)動器會增加650美元的成本。對于許多筆記本用戶來說,SSD是奢侈的配置。
對于企業(yè)客戶來說,SSD適合用于分層存儲系統(tǒng)。在高速緩存中使用SSD讓企業(yè)客戶既可以得到SSD性能上的好處同時又不用購置全固態(tài)存儲解決方案。存儲陣列也可以使用動態(tài)地固態(tài)存儲。在存儲陣列中制造“熱點”頻繁訪問的活躍數(shù)據(jù)可以透明地從機械式磁盤遷移到固態(tài)驅(qū)動器。要求是活躍數(shù)據(jù)(也就是熱點)符合可用的高速SSD存儲。例子包括數(shù)據(jù)庫和虛擬桌面架構(gòu)。隨著工作負荷的變化,這些熱點可以動態(tài)地遷移進和遷移出昂貴的快速存儲,從而保持最佳的存儲性能。這里不需要人工干預(yù)!
分層存儲也是應(yīng)對數(shù)據(jù)增長的良好方式。隨著SSD成本的下滑,分層存儲系統(tǒng)可以升級到更大容量的SSD設(shè)備。此外,分層存儲系統(tǒng)可以根據(jù)需要升級到支持更多的挑剔客戶。同樣地,隨著工作負荷的變化,以前的“熱”數(shù)據(jù)現(xiàn)在可能只需要歸檔訪問就行了,分層存儲解決方案可以將這種數(shù)據(jù)遷移到更慢的存儲。
在購買分層存儲系統(tǒng)的時候有一個小訣竅:確保熱數(shù)據(jù)將有效快速地遷移到SSD存儲,這樣SSD可以加快動態(tài)工作負荷以及那些具有“高峰”特點的工作負荷的訪問。通過這種方式,分層存儲系統(tǒng)可以帶來最高的投資回報,讓企業(yè)客戶的資金使用效率最大化。
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