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SSD在分层存储中应用 更高能效表现




发布时间: 2012-9-4 10:29:44  

    随着以NAND Flash存储器为基础的固态硬盘(SSD)价格逐渐降低,固态存储装置的应用范围也逐渐扩大,除了作为高端笔记本电脑或高端服务器的内接磁盘外,也开始被应用到企业级外接存储设备上。

    单纯由Flash存储器组成的固态磁盘阵列仍太过昂贵,因此目前主流的Flash存储器企业存储应用,都采用Flash存储器搭配传统硬盘的混合式架构,又分为充当分层存储中的高速层,以及充当辅助DRAM的第二层磁盘快取等两种主要应用形态。

    随着以NAND Flash存储器为基础的固态硬盘(SSD)价格逐渐降低,固态存储装置的应用范围也逐渐扩大,除了作为高端笔记本电脑或高端服务器的内接磁盘外,也开始被应用到企业级外接存储设备上。

SSD在分层存储中应用 更高能效表现

分层存储中的高速层

SSD在分层存储中应用 更高能效表现

辅助DRAM的第二层磁盘快取存储器

    由于个别厂商产品定位、架构等方面的差异,目前SSD在外接存储设备上的应用形成了3种型态:

    - 纯粹的固态式磁盘阵列:以Flash存储器作为存储介质,搭配DRAM磁盘快取存储器组成纯固态磁盘阵列,借以摆脱传统硬盘搜索回应时间的瓶颈,供对IOPS能效有特殊需求的用户使用。

    - 分层存储中的高速层:利用SSD取代过去的1.5万转硬盘,作为分层存储机制中的高速存取层,用以存放存取频率最高的“热点”数据。

    - Flash磁盘快取存储器:利用Flash存储器作为第2层的磁盘快取存储器,辅助DRAM构成的第1层磁盘快取存储器。

    很久以前,就已有厂商推出以DRAM为基础的高速固态磁盘阵列,但为了将数据长期存放在属于挥发性存储器的DRAM上,必须搭配以复杂的电源供应与备份机制,而NAND Flash存储器与SSD的速度虽然比不上DRAM,但能作为一种成本相对较低、且为非挥发性的固态存储介质,因此DRAM+ Flash存储器的组合很快便成为纯固态式磁盘阵列的主要型式。尽管如此,纯固态磁盘阵列的成本仍非常高昂,而且为了确保足够的能效,往往还需搭配使用非主流的主机端传输介面,如InfiniBand或PCI-e等,以致限制了应用领域。

    在成本考量下,相比于纯固态式的存储系统,混合使用NAND Flash存储器与传统硬盘的混合存储系统,显然更为实用的多。因此当前Flash存储器/SSD硬盘在企业存储设备中的主流应用,便是另外两种型态-即分层存储与第2层磁盘快取存储器,由此也形成了两大阵营。

 

    分层存储中的SSD

    分层存储是个由来已久的作法,可按存取时间或存取频率区分,将数据分别存放到不同存取速度/成本的存储介质上,从而在存取能效与成本间取得较佳的平衡。

    分层操作可以手动方式执行,也可以软件程序自动执行,但考虑到企业存储环境的复杂性、管理人员的操作负担,以及因应存取行为变化、即时调整数据分布组态以达到最佳化分层效果的要求,任何非自动化的分层存储管理,在实务上都是难以执行的,唯一的选择就只有自动化分层存储。

    早期的自动化分层存储产品多半是针对特定应用程序(最常见的是邮件),且采独立部署的软件形式,搭配不同的存储装置运作(如磁盘阵列与磁带等)。不过Compellent、3PAR等厂商,在2005年前后推出了整合在磁盘阵列控制器中的自动分层存储技术,把分层存储整合在存储设备底层,成为一种与前端应用程序无关、适用范围更广的分层存储应用型态。

    分层式存储的目的,是利用不同能效/价格的存储设备组成存储系统,借以适应前端不同应用的需求,让关键应用使用高能效存储装置,非关键应用则使用能效较低但也较廉价的存储装置,以便在控制存储成本的同时,又确保关键应用可获得必要的能效。

    在SSD普及之前,通常是以不同转速的硬盘来构成存储分层,典型如:

    第1层:能效最高、但单位容量价格也最贵的1.5万转FC或SAS介面硬盘。

    第2层:能效与单位容量价格中等的1万转FC或SAS介面硬盘。

    第3层:能效最低、但单位容量价格也便宜的7,200转SATA介面硬盘。

    随着固态硬盘的逐渐普及,也改变了传统的存储分层区分,由固态硬盘取代1.5万转硬盘的第1层地位,或是在原有第1层之上,增加一个能效更高的第0层。

    本文来源:至顶网

 

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