闪存与固态硬盘发展简史 谁是最大赢家?

Question

随着iSCSI（互联网小型计算机系统接口）阵营的厂商开始注意固态存储，一些固态存储厂商正在崛起为固态记忆体市场的领跑者。很明显，最大的赢家是STEC，该厂商的ZEUSIOPS FC和SAS SSD（固态驱动器）已成为IBM、EMC、SUN和HDS阵列所选用的存储设备；而Fusion I/O也赢得了惠普和IBM的服务器闪存DAS（直连式存储）订单。

一旦闪存厂商开始将它们的产品的外观规格做得和磁盘一样，并配备和磁盘一样的接口，那么SSD进入阵列只是一个时间问题了。现在，你可以在市场上买到高性能（STEC的可达到：45K IOPS读取/16K IOPS写入）闪存驱动器（EMC，HDS等），或一整个托盘的低性能驱动器——不过仍然比15K RPM（每分钟转速）的磁盘驱动器快10倍，而且具有更低的延迟性——Intel X25-E或三星驱动器（Pillar，EqualLogic等）。无论是哪种驱动器，你都可以创建RAID（独立磁盘冗余阵列）组合和LUN（逻辑单元号），然后你就可以让应用程序工作人员将“热”数据输入到新的闪存LUN中。由于这些驱动器可以像是阵列中的磁盘驱动器一样工作，因此你还可以使用它的所有数据保护功能。你只需要将数据迁移到新的LUN。

对于阵列SSD，或PCI-E闪存来说，问题是确认那些需要经常访问的“热”数据。这种“热”数据可能仅占数据库的2%到5%，也就是说即使闪存的价格比15K RPM的磁盘驱动器贵20倍，在这种情况中，闪存也仍然是合算的。一个能干的Oracle DBA（数据库管理员）或开发小组可以只迁移数据库中最经常被访问的数据，比如他们可以将总容量5TB的数据库中的繁忙数据迁移到新建的250GB闪存LUN。

另一方面，Exchange管理员则无法将Exchange数据予以分解——这些数据总是一个很大的文件，而许多组织则可能无法仅提取其中2-3%的“热”数据。因此，在这种情况下，他们应该考虑一整个托盘的SSD。虽然这种SSD的性能低一些，但是成本也更低，而且它们的速度仍然比15K RPM的磁盘驱动器快10倍。

接下来我们还需要的就是一种能够自动辨别热数据并将其迁移到0层闪存层的机制。对于Linux和Unix服务器来说，它们可以选择的一种解决方案就是Symantec的Veritas File System。VxFS是Symantec的Storage Foundation产品的一部分。VxFS可以扩展到多个具有不同性能特点的卷。管理员可以根据I/O温度来识别其性能特点，并自动将文件迁移到闪存系统。VxFS的粒度达到文件级，因此使用VxFS来承载VMware实例可以将繁忙的VM（虚拟机）迁移到更快的存储系统中，而不仅仅是迁移这个VM的Windows交换文件。

随着闪存的发展，Compellent的自动存储分层或类似技术将成为2015年磁盘阵列的标准功能。无需系统管理员或存储管理员的人工干预，自动存储分层技术就可以自动确认逻辑卷中的繁忙数据块，并将其迁移至闪存系统中，从而优化系统的性能并降低系统的成本。自动存储分层技术可以将繁忙数据块从7200 RPM的磁盘驱动器迁移到15K RPM的磁盘驱动器，不过这两个存储层之间的性能差异只有3或4比1。如果能够将数据从7200 RPM磁盘驱动器迁移至闪存系统，那么则可以带来30：1的性能提升，这也就是说即使只是将小部分磁盘转为闪存也能够带来巨大的性能提升。

那么RAID控制器设计师们什么时候会开始利用闪存来保护高速缓存？我们认为，与其用大体积的电池来维持DRAM（动态随机读取记忆体）一周的工作，还不如用一个小电池或超级电容来将有问题的高速缓存数据块复制到闪存中。