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SSD将走进企业市场?恐怕没这么快…

WatchStor.com  颜国伟丨2009-09-17 14:06 标签:HBA 硬盘/SSD 固态硬盘 

虽然由NAND Flash构成的固态硬盘(Solid State Disk;SSD)一直是近年来的热门信息应用,如USB随身碟与iPod nano随身听等。但谁也没有想过可将SSD运用于计算机等设备上,直到麻省理工学院媒体实验室(MIT Media Lab)于2005年提出OLPC新兴国家学童计算机计划。

在那之后,除厂商开始推搭载SSD的计算机设备外,其应用范畴亦从原先的数据存取晋升成程序执行。更甚者,就连企业运算也考虑使用SSD,如EMC与HDS等存储厂商皆在其的顶级产品中加入NAND Flash、至于IBM与惠普(HP)等服务器厂商则为其服务器产品推出SSD选购方案。

但笔者以为,无论是计算机设备或企业用硬设备皆处于跌撞、摸索SSD的阶段。不相信?让我们一起看看以下产业现况。

将SSD用于计算机  Wintel不同调

在计算机运用SSD这点,微软(Microsoft)与英特尔(Intel)有不同的想法。

在英特尔方面,该公司是提出研发代号为Robson(编按:之后的正式名称为Intel Turbo Memory的技术作法)的技术,期望做到让NAND Flash成为计算机设备的硬盘快取。亦即所有的数据都将先从NAND Flash内查询、抓取,其后才会到硬盘抓取,并用NAND Flash来执行操作系统、应用程序。

至于实现上述愿景的作法是,在计算机设置1个Mini PCIe槽,并于Mini PCIe子卡上安装NAND Flash内存芯片及SSD控制器芯片。

至于在微软则是与硬盘厂商合作推出混合式硬盘(Hybrid Hard Drive;HHD)。微软的想法是在计算机硬盘原有的控制电路板上追加NAND Flash,以达到与Robson相同的功效。

不过,无论是英特尔的Robson或者是微软的HHD都没有成功。举例来说,虽然英特尔企图透过追加NAND Flash容量的方式提升Robson的加速效果,但因成效不大,因此,英特尔转考虑直接在南桥芯片上以硬件线路的方式内建Robson的快取演算。不过,可能是因为技术复杂性与权衡投资报酬率等因素,该公司最后仍决定作罢。

HHD也发生类似的状况,微软也因驱动程序未达当初设定的加速目标,而不再持续发展(编按:虽然Windows Vista有支持HHD,但将在Windows 7时取消)。

上述发展验证了Wintel放弃硬盘快取这个说词。当然,英特尔也全心全意的发展SSD。

讽刺的是,NAND Flash不但不足以充当硬盘快取,反而还需要快取支持。由于SSD出现存取出现瓶颈会造成整个计算机短暂停顿(又称卡机或窒机),解决上述问题的方法是,额外为SSD控制器配置1个较快速且较大容量的缓冲存储器--DRAM,此称为DRAM Cache。

实现界面的紊乱

不只在计算机设备上设置SSD引发不少争议,要在企业后端的服务器等硬设备采用NAND Flash/SSD亦引发不少讨论。

目前比较常见的方式是取出并放入SSD。如EMC公司即将STEC公司的固态硬盘放至该公司原有的存储系统中。

另一种作法是以PCIe接口取代SATA/SAS硬盘接口,如IBM与Fusion-IO的合作。该种作法的好处是传输速率交大幅提升,但缺点是没有支持磁盘阵列(RAID),因此无法以并行存取的方式获得更大的加速性。

无法支持磁盘阵列意味着该产品有数据安全性的顾虑,IBM目前是以发展可支持固态硬盘映像文件(Image File)的虚拟化软件因应之--只要固态硬盘卡发生故障,即会由另一个固态硬盘卡实时接手运作。未来的存储系统设备可能会演变成直接将固态硬盘整合至控制系统上,成为整体存储系统中的“快取”而非单纯的“硬盘”。

由于实行PCIe接口是为了取得比SATA/SAS更高的传输率,因此开始有厂商评估并尝试以更快的接口来介接SSD,例如使用信息系统中DRAM内存的DIMM接口。由这来看,未来即便有HyperTransport、QPI等接口的企业级SSD出现也不奇怪。

结论

从上不难明了已有许多厂商开始研发与端出企业用SSD等动作,但现有的磁盘存取方式、磁盘阵列设计真的适合SSD吗?答案是否定的。

理由在于SSD在随机读写、循序读写等特性均与传统硬盘不同。这点光在单颗硬盘上即可看到明显的差异,以此推想,对那种光是一个子系统即得用上数块硬盘的企业后端大型系统来说,不但会有更多的差异,适用与否也不言而喻。

而这意味着主控端的存取方式得要花不少时间重新设计、验证、调修,才能大幅改善SSD的性能、彻底发挥其价值。

另外一个值得注意的是,随着网络时代的来临,串流、视讯运用日益普及,各类传输接口的新修订版也将比过往更重视时效性传输(Isochronous Transfer),SATA 3.0与USB 3.0等皆是如是进行强化。这代表在可见的未来,企业后端系统将因应该趋势进行调整,而也也将导致SSD的新存取设计更具困难、复杂性。

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