如何正確選擇固態(tài)硬盤(pán)

固態(tài)硬盤(pán)正快速地成為解決性能問(wèn)題的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，固態(tài)硬盤(pán)制造商推出了可供潛在用戶(hù)選擇的一系列部署選擇。通常情況下，不會(huì)有一項(xiàng)應(yīng)對(duì)所有情況的完美選擇，用戶(hù)必須在選擇固態(tài)硬盤(pán)的使用清楚地了解他們自己的需求。

　　現(xiàn)在，選擇包括：使用RAM或者閃存的外置附加系統(tǒng)、(通過(guò)PCI系統(tǒng)或者傳統(tǒng)服務(wù)器內(nèi)存的)間接附加系統(tǒng)、閃存添加到現(xiàn)有存儲(chǔ)系統(tǒng)的集成解決方案。每一種部署方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和確定，這取決于用戶(hù)需求和預(yù)算。最常見(jiàn)的是對(duì)更高性能、固態(tài)硬盤(pán)共享、更高容量、更高可用性、簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)管理、減少物理空間以及更低成本的需求。

　　這些需求往往彼此之間會(huì)存在一些沖突，因此必須區(qū)分出優(yōu)先次序。幾乎在所有案例中，彼此沖突的需求之間必定要有某種折衷。

　　固態(tài)硬盤(pán)部署選項(xiàng)

　　大部分情況下固態(tài)硬盤(pán)最開(kāi)始是被作為一種類(lèi)似于機(jī)械硬盤(pán)的外置SCSI附加設(shè)備所使用。SCSI接口被光纖通道接口所取代，因?yàn)楹笳咛峁┝烁叩腎/O帶寬以及在多個(gè)應(yīng)用之間共享固態(tài)硬盤(pán)投資的功能。

　　多年來(lái)，傳統(tǒng)存儲(chǔ)廠商和固態(tài)硬盤(pán)制造商之間一直保持著密切的合作關(guān)系。那時(shí)候固態(tài)硬盤(pán)雖然具有非常高的性能，但大多數(shù)是基于RAM的，而且成本極高，僅限于少數(shù)利基應(yīng)用。然后，隨著這些系統(tǒng)的價(jià)格逐漸降下來(lái)，容量提高——特別是由于閃存的出現(xiàn)——傳統(tǒng)制造商開(kāi)始將固態(tài)硬盤(pán)技術(shù)集成到他們的系統(tǒng)中。不少提供商開(kāi)發(fā)出了可以像機(jī)械硬盤(pán)那樣封裝在相同空間的閃存固態(tài)硬盤(pán)系統(tǒng)，讓這項(xiàng)新技術(shù)融入到現(xiàn)有的存儲(chǔ)系統(tǒng)中。

　　最近幾年出現(xiàn)另外了一種方法，就是把固態(tài)硬盤(pán)像應(yīng)用一樣通過(guò)PCIe卡接入到同一臺(tái)服務(wù)器中。服務(wù)器以近似于識(shí)別內(nèi)置硬盤(pán)的方式識(shí)別出PCI固態(tài)硬盤(pán)。利用服務(wù)器的總線和電源線意味著固態(tài)硬盤(pán)可以突破新的價(jià)格障礙。

　　正如前面所說(shuō)，不管哪一種固態(tài)硬盤(pán)部署方式都有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，用戶(hù)應(yīng)該根據(jù)這些特性如何滿(mǎn)足需求來(lái)進(jìn)行選擇。在面對(duì)這些選擇的時(shí)候，存儲(chǔ)經(jīng)理應(yīng)該考慮選擇一家提供了不止一類(lèi)固態(tài)硬盤(pán)解決方案的供應(yīng)商。這樣就避免了“如果你唯一的工具是一把錘子，你往往會(huì)把一切問(wèn)題都看成釘子”。

　　性能

　　投資任何一種固態(tài)硬盤(pán)的主要原因就是它能夠提供高某個(gè)應(yīng)用或者整個(gè)環(huán)境性能的能力。也就是說(shuō)，想要獲得固態(tài)硬盤(pán)的性能好處，應(yīng)用所產(chǎn)生的存儲(chǔ)I/O需求就要超過(guò)傳統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)器，而這要取決于一個(gè)應(yīng)用可以生產(chǎn)的等待I/O請(qǐng)求數(shù)量，也被稱(chēng)為隊(duì)列深度或者同步請(qǐng)求的數(shù)量。

　　如果應(yīng)用或者使用實(shí)例可以生成這些需求，那么所有固態(tài)硬盤(pán)部署選擇的最終結(jié)果就是要提高性能。不過(guò)，每一種方法都有它的局限性，對(duì)比不同解決方案的帶寬、延遲和I/O限制十分重要。簡(jiǎn)單地說(shuō)，外置系統(tǒng)應(yīng)該是在服務(wù)器之外的，所以速度較低。一些PCI設(shè)備的速度要比外置系統(tǒng)更低。一些外置系統(tǒng)提供了比PCI總線更高的速度。另外，確定使用固態(tài)硬盤(pán)的理由也是十分重要的。如果固態(tài)硬盤(pán)是用于數(shù)據(jù)庫(kù)log，那么用戶(hù)應(yīng)該更關(guān)注延遲和IOPS，而不是帶寬。

　　I/O鏈中總是存在性能瓶頸。固態(tài)硬盤(pán)性能的關(guān)鍵之處是，確保你所選擇的實(shí)施方法和連接性不會(huì)導(dǎo)致這個(gè)瓶頸。

　　共享固態(tài)硬盤(pán)

　　在分析性能需求的過(guò)程中，如果多臺(tái)服務(wù)器上的多個(gè)應(yīng)用需要加速，或者一個(gè)固態(tài)硬盤(pán)需要為運(yùn)行在多臺(tái)服務(wù)器(例如集群數(shù)據(jù)庫(kù))上的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)，這時(shí)候一個(gè)可以共享的外置固態(tài)硬盤(pán)就變得非常重要。這些系統(tǒng)可以被當(dāng)作一個(gè)SAN，允許多個(gè)應(yīng)用使用固態(tài)硬盤(pán)加速應(yīng)用性能。對(duì)于這些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，需要的往往不是一個(gè)基于PCI的固態(tài)硬盤(pán)。

　　共享固態(tài)硬盤(pán)是在多個(gè)應(yīng)用之間分?jǐn)偨鉀Q方案成本的理想方法。與傳統(tǒng)機(jī)械存儲(chǔ)不同的是，固態(tài)硬盤(pán)通過(guò)支持來(lái)自多個(gè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)集而不會(huì)遭受性能丟失的問(wèn)題。固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)有需要重新配置的活動(dòng)部件，因?yàn)樽x取或者寫(xiě)入請(qǐng)求都是隨機(jī)的。最后，因?yàn)楣虘B(tài)硬盤(pán)的成本更高，所以它適合于使用90%或者更多的容量從投資中獲取最大價(jià)值。

　　如果只是一個(gè)應(yīng)用需要加速并且這個(gè)應(yīng)用不要求共享存儲(chǔ)的話，PCI固態(tài)硬盤(pán)也許是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。例如，一些微軟SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)是集群的，但是這個(gè)集群是不能共享的，這意味著雖然多臺(tái)服務(wù)器被用于提供冗余性，但是存儲(chǔ)是不能共享的。在這些案例中，PCI固態(tài)硬盤(pán)可以用于擴(kuò)大SQL Server集群中每個(gè)服務(wù)器的存儲(chǔ)容量而不會(huì)削弱集群效率?；赑CI的固態(tài)硬盤(pán)也適用于以服務(wù)器為主導(dǎo)的應(yīng)用。在大多數(shù)情況下，當(dāng)需要更高性能、但服務(wù)器RAM已經(jīng)達(dá)到上限、無(wú)法從服務(wù)器中有限數(shù)量的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中獲得足夠的應(yīng)用I/O時(shí)，PCI固態(tài)硬盤(pán)才會(huì)發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì)。

　　容量

　　除了適用的應(yīng)用數(shù)量之外，你在做決定的時(shí)候還要考慮需要多少固態(tài)硬盤(pán)容量。如果需要的容量比較小的話(例如不超過(guò)128GB)，那么你可以考慮基于RAM、外部附加的系統(tǒng)或者額外的服務(wù)器內(nèi)存。如果數(shù)據(jù)集較小并且是讀取密集型的，那么建議首選服務(wù)器RAM來(lái)提升應(yīng)用性能。如果數(shù)據(jù)集較小并且是寫(xiě)入密集型的，那么你可以考慮外置RAM固態(tài)硬盤(pán)或者有些情況下可以選擇內(nèi)置的PCI固態(tài)硬盤(pán)(只要應(yīng)用可用性模式不會(huì)受到影響)。

　　如果數(shù)據(jù)集大小超過(guò)128GB的話，你可以考慮選擇閃存固態(tài)硬盤(pán)。盡管寫(xiě)入密集的性能會(huì)有一些削減，但是這些缺點(diǎn)已經(jīng)被解決了。

　　通常，所有規(guī)格的閃存固態(tài)硬盤(pán)(從128GB到500GB)都值得考慮。當(dāng)接近500GB的時(shí)候，大多數(shù)基于PCI的固態(tài)硬盤(pán)都需要向系統(tǒng)中增加第二個(gè)卡。不管是哪一家廠商，他們的系統(tǒng)都需要有額外的物理插槽用來(lái)安裝這些卡。然后，根據(jù)他們閃存控制器軟件的質(zhì)量和所屬?gòu)S商，增添一個(gè)額外的PCI卡可能要求額外的服務(wù)器資源，而這會(huì)對(duì)性能有所影響。一定要問(wèn)清楚廠商，他們的PCI固態(tài)硬盤(pán)是否要求額外的服務(wù)器資源。

　　如果容量超過(guò)了500GB，那么強(qiáng)烈建議你選擇外置的基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)(精密的固態(tài)硬盤(pán)系統(tǒng)以及集成了閃存和磁盤(pán)的解決方案)。在這個(gè)容量等級(jí)上，將有多個(gè)應(yīng)用可以獲得固態(tài)硬盤(pán)提高性能以及支持共享環(huán)境的好處。

　　如果環(huán)境可以使用TB級(jí)的固態(tài)硬盤(pán)存儲(chǔ)，那么你就不需要考慮集成的解決方案了。因?yàn)榛旧喜粫?huì)有缺乏容量擴(kuò)展的問(wèn)題，因?yàn)橹灰序?qū)動(dòng)器插槽，集成系統(tǒng)就可以添加固態(tài)硬盤(pán)。這時(shí)候的挑戰(zhàn)就是性能方面的了。從某些方面來(lái)說(shuō)，固體硬盤(pán)的原始I/O潛力將超過(guò)存儲(chǔ)架或者存儲(chǔ)計(jì)算引擎本身的I/O容量。通常來(lái)說(shuō)，因?yàn)橥庵酶郊庸虘B(tài)硬盤(pán)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)基于內(nèi)存的I/O，因此這些固態(tài)硬盤(pán)可以大幅度地?cái)U(kuò)展容量和提升性能。

　　除了性能、應(yīng)用工作負(fù)載和容量之外，你還需要考慮數(shù)據(jù)可用性、數(shù)據(jù)管理和消耗的物理空間。我們將在該系列的第二部分談到這個(gè)問(wèn)題，接下來(lái)的第三部分將集中談到一個(gè)決定性的因素：預(yù)算。