固态盘SSD存储技术加速起飞

时间:2008-12-13   来源:存储时代   网友评论:0   人气: 429 作者:

  市场上现在出现了一种新的存储技术,不过这种技术实际上是旧瓶装新酒:由SSD驱动器组成的闪存。

 

大约在10年前,SSD公司和SSD驱动器是炙手可热的日用品,但是到了2000年到2002年的时候,这项技术走向了衰落,以至于几乎完全销声匿迹了。由于很多原因,SSD使用起来并不容易,所以为什么基于闪存的SSD会突然热起来?这些设备是否会重蹈上一代产品的覆辙?

我很早就开始使用SSD了,那个时候我还在克雷研究所(Cray Research)工作,所以我对这项技术有着很长时间的体验,这些体验有好也有坏。我可以告诉你一些关于基准的故事,我用了一些实际操作中不会采用的方式来使用SSD,但是基准原则允许这种做法,而这样做会导致性能测试结果的变化。我最近看到很多厂商宣称的固态存储设备产品的性能指标,我对测试环境很好奇,因为在我看来,这些测试的数据太过美好,以至于显得不真实。至少在你买车的时候,你会被告知你所购买汽车的英里数可能会变化。

既然它的成本要比闪存高出很多,那么它是否能成为存储层级中的一部分呢?当然,SSD的性能也比磁盘驱动器要高出很多。如果你使用今天标准的15K 2.5英寸SAS驱动器的话,每个驱动器的任意IOPS大约为250。网络调查显示SSD厂商声称,他们的设备的写入IOPS比这个数值高出10倍以上,最高甚至可以达到72倍,而读IOPS则可以超过200倍。这能够节省大量的磁盘驱动器、能耗、RAID控制器、磁盘trays和连接。

但是固态驱动器却存在着一些可靠性方面的问题,如果你希望将它用在贵公司的企业存储环境之中的话,你就需要认真考虑这些问题。

写入限制和损耗均衡

网上现在有大量关于闪存和损耗均衡的信息。只要进行一次简单的搜索就能够查到主流厂商的文件(晟碟(SanDisk)、东芝(Toshiba)以及其他厂商)。重要的是要理解闪存单元即使使用了最新的闪存零件,也只能被写入100000次左右。在100000次之后,闪存开始出现错误,故障率将和硬盘驱动器的硬件故障率差不多。损耗均衡的作用就是根据损耗限制轮换使用块。

让我们假设你有一个32GB闪存SSD,它使用的是SATA接口。例如,如果你以100MB/秒的速度对同一位置进行写入,最高写入次数限制为100000次的话,那么这个1MB大小的空间将在1000秒后达到使用极限。显然这是无法接受的,而且也不太可能出现这样的情况。损耗均衡的任务是轮流使用块,这样你就不会反复写入同一位置。你的32GB SSD可能是40GB SSD,其中包含了32GB用户可用数据。剩余8GB的空间是由SSD接口动态管理的,以分配不同位置的块,避免你总是向同一位置写入数据。这就是损耗均衡的含义,那么问题就变成了损耗均衡是否能够解决你遇到的所有问题?

比如,我决定使用Mtron。这是一家南韩的公司,该公司生产高性能SSD。Tom的硬件对它进行了一次非常好的检验。点击这一链接你可以在Mtron的网站上找到更多详细信息。我从中提取了一些相关的信息:

固态存储技术加速起飞

需要注意的是,Mtron提供的信息和其他厂商一样多,甚至可能更多,Mtron提供的这些信息和其他厂商提供的信息非常相似。如同前面所提到的,Mtron 32 GB SSD的最高写性能为80MB/秒。Mtron可以用很小的块实现这一点,比如说小于128KB的块。不过,最有趣的性能指标应当是该产品的写入持久性为140年。这个时间是根据每天进行50GB连续写入的情况计算出的。我相信这意味着在同一个块地址上连续写入50GB的数据。每天写入50GB的数据平均计算起来就是一整天的时间里都以0.59MB/秒的速度写入数据。

我个人并不认为这样的写入速度对于写操作密集的环境来说有多大,比如对于文件系统元数据或者正在重新编制索引的大型数据库。如果SAS 15K 2.5英寸驱动器可以在512字节随意I/O的情况下实现250 IOPS,也就是每秒128000字节的I/O,刚刚超过SSD写预算的20%。这和厂商所宣传的10倍或72倍的使用数据相去甚远,但是SSD的反应时间自然是优秀不少。在我看来,Mtron宣称的写预算毫无用处。让我们考虑一下最高性能——128K I/O,然后重新计算一下更合理的写预算期望值。Tom的硬件文章表示,转换率最低为73.8 MB/秒,平均为74.2MB/秒,最高为76.5MB/秒,这一速度和其他的闪存设备或者SATA硬件驱动器的最低和平均性能相比而言可以算是非常快了。在我看来,最大值和平均值之间的差距简直好到难以置信。


 

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