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SSD固态硬盘的优劣分析

Watchstor.com  佚名丨2009-11-06 16:44 标签:HBA 硬盘/SSD 硬盘 固态硬盘 

SSD固态硬盘的出现彻底超越了机械硬盘的速度,安全性。并且有存取速度快等优势。但是由于其高昂的售价难以让群众接受下面为大家详细介绍一下SSD固态硬盘的详细信息,希望大家会有所帮助。

之所以需要更有效的I/O性能还是因为长期以来而且还将持续的服务器与存储之间的I/O性能落差。硬盘驱动器(HDD)的存储性能发展速度没有赶上服务器处理能力的可靠性及能力的增长速度和服务器成本的下降速度。你可以在这里看到更多的关于数据中心瓶颈和服务器/存储性能的I/O落差的信息。

随着人们越来越开始关注能源、冷却、占用空间以及与它们相联系的生态经济(生态的和经济的)问题(这些问题正在影响着IT数据中心和存储),固态硬盘(SSD)已经重新崛起成为应对这些问题的一个解决方案。SSD并不是一个新的技术,它已经存在几十年了,但是直到最近两年,人们才对SSD开始有了新的认识和兴趣。厂商们开发出新形式的SSD类别的技术,将这些技术做成打包的可选项,并按市场价格出售(消费者、中小型企业、中端市场、企业)。甚至EMC这样的公司也采取行动,在上周郑重宣布SSD计划(见EMC进入固态市场)。

大约20年前,一家当时名叫DEC的公司是开放系统SSD的早期采用者和推动者。

我记得当时仅有200MB(对,是MB)的SSD固态硬盘(两台镜像设备以备复原)的价格非常高。以今天的标准看来,当时的价格确实很离谱;但是,和在他们之前出现的大型机SSD解决方案比起来,他们还是有竞争力的。

一般来说,SSD固态硬盘是基于动态随机存取存储器,也就是DRAM,或者说是安装在你的计算机上且一般被叫做RAM或内存的东西。许多存储系统也将DRAM作为高速缓存或易失性记忆体以提高HDD的性能。使用RAM的好处是它的读取操作(IOPS)要比HDD的读取操作明显快很多,这是因为RAM记忆体内没有移动部分,而即使最快的HDD也需要移动部分,而这些部分会延迟寻找和传输速度。

一些SSD厂商可能会宣称他们的产品没有延迟问题。但是,如果你仔细观察,你会发现延迟并不是不存在而只是不那么明显。一个典型的存储I/O读取模式就包含了I/O命令初始化,寻找和定位,然后是数据传输时间。假如你有更快的介质和接口可以改善数据传输时间,并排除寻找时间,那么你就可以提高性能。在SSD情况下,寻找时间实际上被排除了,而介质传输时间如果不是被排除那也是被减少了,剩下的大部分I/O时间是在特定接口上根据命令或协议表头进行传输,以及在应用程序服务器上的I/O预处理和后处理。

成本问题

这听起来很好,但是为什么我们不安装更多的SSD呢?简单的说,答案就是成本。一个很矛盾的现象就是,当你按每GB或每TB成本比较SSD固态硬盘和HDD时,HDD更便宜,而SSD固态硬盘成本更高;但是,如果你比较I/O处理能力,以及要达到和SSD同样水准的IOPS、带宽、处理负荷或有效负荷,需要多少HDD、接口、控制器和机箱时,那么SSD就显得更经济。同HDD相比,按照容量计算,除了高成本以外,DRAM的另一个不利方面就是其保存数据所需的电力较多。

DRAM在读取上的性能表现非常好,但是奇怪的是SSD只能用于小量的随机的IOPS,这种情况从早期一直持续到现在的一些产品。有一些DRAMSSD解决方案可以同时支持光纤通道和InfiniBand,并能够同时处理小量随机IOPS和大量的序列传输工作负荷。

多年来,DRAMSSD解决数据持续性问题的方法是通过电池来支持高速缓存或当主电能无法用时,通过UPS设备来维持记忆体的电能。SSD也将电池备份和内部的HDD整合在一起,这里的HDD可能是独立磁盘、镜像磁盘或校验保护磁盘,但都通过电池来供能,这使得当出现电源故障或电源切断的时候,DRAM可以冲洗(下线)到HDD。虽然基于DRAM的SSD的性能要明显优于基于HDD的系统,但是SSD仍然需要电力来支持其内部HDD,DRAM,电池(蓄电池)和控制器。如果你担心绿色和环保问题,那么你就会考虑这些电池以及它们的安全处置措施(如,WEEE--废弃电子电气设备指令,和RoHS--电子电气设备所含有害物质限制)。

替代方式:闪存

DRAM在电源切断的时候就不再保存数据。和DRAM不同,基于闪存的记忆体已经受到了越来越多的欢迎,这是因为其单位容量成本比较低而且其存储不易丢失,也就是说在保存数据期间不需要电源。鉴于其低能耗,低成本和良好的容量,以及电源关闭时保持数据的能力,闪存记忆体已经在低端的USBU盘和如iPod这样的MP3播放器中得到了广泛应用。

基于闪存的记忆体的不利方面是它的性能,特别是在写入方面不如基于DRAM的记忆体;而且,过去,在记忆体单元重写和更新的次数上,闪存的负载周期有限。随着目前企业级闪存的出现,它们的负载周期要比普通消费者所用的或一次性闪存产品的负载周期要高得多。

将这两种方式结合起来(混合方式),最好就是将RAM作为共享存储系统的高速缓存,利用缓存算法来最大化缓存效果,优化预读、后写以及校验操作来提升性能;同时用闪存来保存数据,充分利用其相对于所有基于HDD的存储系统都更低的能耗和改善的性能。

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