如何正確選擇固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤正快速地成為解決性能問題的一項關(guān)鍵技術(shù)，固態(tài)硬盤制造商推出了可供潛在用戶選擇的一系列部署選擇。通常情況下，不會有一項應(yīng)對所有情況的完美選擇，用戶必須在選擇固態(tài)硬盤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)點和確定，這取決于用戶需求和預(yù)算。最常見的是對更高性能、固態(tài)硬盤共享、更高容量、更高可用性、簡化的數(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)硬盤部署選項

　　大部分情況下固態(tài)硬盤最開始是被作為一種類似于機械硬盤的外置SCSI附加設(shè)備所使用。SCSI接口被光纖通道接口所取代，因為后者提供了更高的I/O帶寬以及在多個應(yīng)用之間共享固態(tài)硬盤投資的功能。

　　多年來，傳統(tǒng)存儲廠商和固態(tài)硬盤制造商之間一直保持著密切的合作關(guān)系。那時候固態(tài)硬盤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)的價格逐漸降下來，容量提高——特別是由于閃存的出現(xiàn)——傳統(tǒng)制造商開始將固態(tài)硬盤技術(shù)集成到他們的系統(tǒng)中。不少提供商開發(fā)出了可以像機械硬盤那樣封裝在相同空間的閃存固態(tài)硬盤系統(tǒng)，讓這項新技術(shù)融入到現(xiàn)有的存儲系統(tǒng)中。

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

　　正如前面所說，不管哪一種固態(tài)硬盤部署方式都有自身的優(yōu)點和缺點，用戶應(yīng)該根據(jù)這些特性如何滿足需求來進行選擇。在面對這些選擇的時候，存儲經(jīng)理應(yīng)該考慮選擇一家提供了不止一類固態(tài)硬盤解決方案的供應(yīng)商。這樣就避免了“如果你唯一的工具是一把錘子，你往往會把一切問題都看成釘子”。

　　性能

　　投資任何一種固態(tài)硬盤的主要原因就是它能夠提供高某個應(yīng)用或者整個環(huán)境性能的能力。也就是說，想要獲得固態(tài)硬盤的性能好處，應(yīng)用所產(chǎn)生的存儲I/O需求就要超過傳統(tǒng)機械驅(qū)動器，而這要取決于一個應(yīng)用可以生產(chǎn)的等待I/O請求數(shù)量，也被稱為隊列深度或者同步請求的數(shù)量。

　　如果應(yīng)用或者使用實例可以生成這些需求，那么所有固態(tài)硬盤部署選擇的最終結(jié)果就是要提高性能。不過，每一種方法都有它的局限性，對比不同解決方案的帶寬、延遲和I/O限制十分重要。簡單地說，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)硬盤的理由也是十分重要的。如果固態(tài)硬盤是用于數(shù)據(jù)庫log，那么用戶應(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)硬盤性能的關(guān)鍵之處是，確保你所選擇的實施方法和連接性不會導(dǎo)致這個瓶頸。

　　共享固態(tài)硬盤

　　在分析性能需求的過程中，如果多臺服務(wù)器上的多個應(yīng)用需要加速，或者一個固態(tài)硬盤需要為運行在多臺服務(wù)器(例如集群數(shù)據(jù)庫)上的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)，這時候一個可以共享的外置固態(tài)硬盤就變得非常重要。這些系統(tǒng)可以被當作一個SAN，允許多個應(yīng)用使用固態(tài)硬盤加速應(yīng)用性能。對于這些應(yīng)用來說，需要的往往不是一個基于PCI的固態(tài)硬盤。

　　共享固態(tài)硬盤是在多個應(yīng)用之間分攤解決方案成本的理想方法。與傳統(tǒng)機械存儲不同的是，固態(tài)硬盤通過支持來自多個應(yīng)用的數(shù)據(jù)集而不會遭受性能丟失的問題。固態(tài)硬盤沒有需要重新配置的活動部件，因為讀取或者寫入請求都是隨機的。最后，因為固態(tài)硬盤的成本更高，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值。

　　如果只是一個應(yīng)用需要加速并且這個應(yīng)用不要求共享存儲的話，PCI固態(tài)硬盤也許是一個不錯的選擇。例如，一些微軟SQL Server數(shù)據(jù)庫是集群的，但是這個集群是不能共享的，這意味著雖然多臺服務(wù)器被用于提供冗余性，但是存儲是不能共享的。在這些案例中，PCI固態(tài)硬盤可以用于擴大SQL Server集群中每個服務(wù)器的存儲容量而不會削弱集群效率?；赑CI的固態(tài)硬盤也適用于以服務(wù)器為主導(dǎo)的應(yīng)用。在大多數(shù)情況下，當需要更高性能、但服務(wù)器RAM已經(jīng)達到上限、無法從服務(wù)器中有限數(shù)量的磁盤驅(qū)動器中獲得足夠的應(yīng)用I/O時，PCI固態(tài)硬盤才會發(fā)揮出它的優(yōu)勢。

　　容量

　　除了適用的應(yīng)用數(shù)量之外，你在做決定的時候還要考慮需要多少固態(tài)硬盤容量。如果需要的容量比較小的話(例如不超過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來提升應(yīng)用性能。如果數(shù)據(jù)集較小并且是寫入密集型的，那么你可以考慮外置RAM固態(tài)硬盤或者有些情況下可以選擇內(nèi)置的PCI固態(tài)硬盤(只要應(yīng)用可用性模式不會受到影響)。

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

　　通常，所有規(guī)格的閃存固態(tài)硬盤(從128GB到500GB)都值得考慮。當接近500GB的時候，大多數(shù)基于PCI的固態(tài)硬盤都需要向系統(tǒng)中增加第二個卡。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)量和所屬廠商，增添一個額外的PCI卡可能要求額外的服務(wù)器資源，而這會對性能有所影響。一定要問清楚廠商，他們的PCI固態(tài)硬盤是否要求額外的服務(wù)器資源。

　　如果容量超過了500GB，那么強烈建議你選擇外置的基于閃存的固態(tài)硬盤(精密的固態(tài)硬盤系統(tǒng)以及集成了閃存和磁盤的解決方案)。在這個容量等級上，將有多個應(yīng)用可以獲得固態(tài)硬盤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級的固態(tài)硬盤存儲，那么你就不需要考慮集成的解決方案了。因為基本上不會有缺乏容量擴展的問題，因為只要有驅(qū)動器插槽，集成系統(tǒng)就可以添加固態(tài)硬盤。這時候的挑戰(zhàn)就是性能方面的了。從某些方面來說，固體硬盤的原始I/O潛力將超過存儲架或者存儲計算引擎本身的I/O容量。通常來說，因為外置附加固態(tài)硬盤是專門針對基于內(nèi)存的I/O，因此這些固態(tài)硬盤可以大幅度地擴展容量和提升性能。

　　除了性能、應(yīng)用工作負載和容量之外，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問題，接下來的第三部分將集中談到一個決定性的因素：預(yù)算。