企業級固態硬盤四大主要屬性解析
摘要：真正的企業級固態硬盤有4個主要屬性：速度、耐久性、數據完好性和系統構造程序友好性。
關鍵詞：存儲企業級固態硬盤
假設你想利用固態硬盤來建系統，那么你需要很高的可靠性和性能，你不可能從消費者級閃盤中獲得那種可靠性和性能。但是選擇企業級閃盤會如何呢？供應商也許會說，它的固態硬盤具有企業級質量，但是你怎么確定它所說的是宣傳營銷上的夸大之詞還是事實呢？你必須理解企業級固態硬盤的各項參數，在選擇產品時認真比對，保證你為客戶建立的系統具有很長、可靠的使用壽命。
真正的企業級固態硬盤有4個主要屬性：速度、耐久性、數據完好性和系統構造程序友好性。很強的性能與毫秒級響應時間的普通硬盤不同，固態硬盤的讀寫I/O指令響應時間是微秒級，先處理I/O指令，然后挪動數據。這是通過設備的滯后時間、它能支持的每秒隨機I/O次數以及它能傳輸的讀寫數據量來表達的。
企業級固態硬盤必須可以處理企業級工作量，而不是消費者級、單用戶的工作量。它必須超過轉速為15000轉、24小時不停循環工作、可以常年累月處理寫數據增強型和可變工作量的快速企業級硬盤的性能。
許多固態硬盤在剛剛上市并被出售后都具備很快的性能，但是當閃存中的所有數據單元都被填滿，新數據觸發固態硬盤模塊的程序擦除周期后，它們的性能就開始下降了。
這是不能容忍的現象。固態硬盤使用快速單級單元閃存還是兩位多級單元閃存并不重要，重要的是系統構造程序必須可以在相當長的時間里保持其高性能。
在固態硬盤的使用壽命期間，它上面的存儲的數據將會被擦除，數據塊將刪除單元。有用的數據將被后臺的一個程序進程搜集起來，挪動到新的存儲模塊，剩下的空存儲模塊將被后臺運行的閃存控制器擦除。
以后進展的任何寫數據操作都會在已經被擦除清空的存儲模塊里進展，這樣就可以保證操作的速度和寫數據的性能。
固態硬盤的響應時間平均可保持在5毫秒以下。響應時間不會越來越高，數據傳輸速度和每秒可以處理的I/O次數不會減慢或減少。
有些固態硬盤的寫數據和讀數據性能變化很大，比方這是某家著名供應商的64GB多級單元固態硬盤的性能參數：
順序讀數據：每秒355MB
順序寫數據：每秒75MB
Crucial RealSSD C300，廠商規格
與讀數據I/O性能數據相比，寫數據的I/O性能數據顯得太慢，這顯然是一款消費者級閃存硬盤，不適用于需要企業級固態硬盤的系統。
假設固態硬盤有獨立測試數據就好了，如今這種情況已經開始出現了，存儲性能委員會〔Storage Performance Council〕已經推出SPC-1C標準檢查程序。
雖然市場還沒有統一標準，但是行業領先廠商如希捷已經開始朝著這個方向努力并利用SPC-1C標準檢查程序來測試它們的產品。同時，利用標準數據存儲模塊的性能數據比方在隨機I/O測試中使用4K存儲模塊和標準測試方案比方Iometer也可以使用。
企業級單級單元固態硬盤顯示順序讀數據和寫數據I/O帶寬在300MBps和360MBps之間，讀數據和寫數據的速度大致相當，隨機讀數據和寫數據的IOPS 分別超過48000和22000. 它們將把這個性能程度保持5年的時間，保證為客戶提供足夠的工作壽命。
耐久性測試與磁盤媒體不同，閃存媒體會磨損。經過一定數量的寫數據操作，存儲單元對寫數據指令作出的反響會出現越來越多的錯誤，它的存儲才能也會下降。多級單元閃存在這方面的表現更差，因
為每個單元有兩位，增加了電子活動和磨損。
NAND必須可以按存儲單元模塊而不是單個單元級來讀寫數據。當把新數據寫入某個存儲模塊時，在覆寫之前，整個存儲模塊都必須被擦除。存儲模塊中即將被擦除的有用數據將被復制下來，然后與新的數據一起被寫入存儲模塊，大致說來，這意味著固態硬盤在一次寫入操作中實際上要進展兩次寫入操作。
這種情況被稱作寫放大，它應該被降低下來，盡可能讓新的寫數據操作次數與刪除內部的寫數據操作次數之間的比率接近1比1。
處理這個問題有3個根本的方法。
一種方法是將寫入的數據暫時儲存的一個臨時區域，對它們進展批處理，讓它們可以在順序寫數據進程中被寫入完好的存儲模塊，而不是在存入系統的同時馬上就寫入隨機存儲模塊。那些數據也許會被壓縮以減少它需要占用的存儲單元的數量，同時還可以進步閃存的使用壽命。
企業級固態硬盤應該具有5年的使用壽命。
第二種方法是超額準備閃存空間，然后預留出一個區域，在其他存儲模塊用完時使用。閃存控制器保持著分布圖，隨時理解已經使用的存儲模塊、磨損的數據存儲模塊、尚未使用的存儲模塊和無法使用
的存儲模塊。當存儲模塊磨損之后，它們就會被新的存儲模塊取代。
第三種方法被稱為磨損調整，控制器必須保證寫入固態硬盤的功能對所有存儲模塊而言是公平共享的，不會集中在少數存儲模塊上面。這有助于讓固態硬盤中的存儲單元均勻磨損，以及保持存儲容量。
在將數據均勻分布在固態硬盤的過程中，某些數據會被挪動。這就會產生新的寫數據操作，從而縮短固態硬盤的有效使用壽命。需要利用控制器算法來優化磨損調整和減少寫數據的數量。
企業級固態硬盤應該具備5年的使用壽命。它還應該具備可以寫入的正式數據量，比方800GB多級單元固態硬盤可以寫入14.6PB的數據量，相當于每天寫滿10塊硬盤。
假設數據寫入的速度較低，那么設備的使用壽命就會較長。供應商應該保證產品使用壽命。
保持完好性以穩定速度快速可靠地將數據寫入固態硬盤或讀出是三項重要的質量指標，但是校正數據同樣很有必要。
錯誤檢查和校正對固態硬盤來說非常重要，這一點跟傳統硬盤一樣。 T10保護信息和I/O檢錯碼等技術也可以保證數據的完好性。
T10 PI來自硬盤技術，可以保證端到端數據的完好性。當數據被寫入一臺設備時，會增加元數據，讓效勞器可以對它進展核對，保證它讀取的數據正是以前寫入的數據。
IOEDC是固態硬盤內部的技術，它可以讓固態硬盤的控制器識別和校正錯誤，保證不影響應用程序讀取固態硬盤中的數據。
當數據第一次被寫入時，循環冗余校驗〔CRC〕數據會被參加進去。 CRC值是通過源數據的值計算得出的，它就是源數據的邏輯地址。當數據被讀取時，CRC值會進展重新計算，然后與原來的值進展比較，新計算出來的CRC值可以顯示出讀取的數據與之前寫入的數據是否有差異。
到如今為止，你也許已經建立了不少使用傳統硬盤的存儲系統。但是為了滿足應用程序對性能的需求，如今又增加了固態硬盤的存儲系統。
讓供應商對固態硬盤組件進展認證和測試，保證它們在標準檢查程序中的性能測試結果不低于你以前使用的傳統硬盤存儲系統是很有用的。
支持效勞最好是一樣的，那樣你就可以使用已經非常熟悉的效勞。最好固態硬盤系統使用的加密技術也跟你以前使用的傳統硬盤系統的加密技術一樣，假設存儲管理系統同時支持傳統硬盤和固態硬盤就更好了。
傳統硬盤和固態硬盤最好使用一樣的接口比方6Gbps SAS接口，那意味著你需要注意那些只有一種端口的連接方式的系統。假設傳統硬盤與固態硬盤的外形尺寸也一樣就更好了，比方都是2.5寸。
你需要認證固態硬盤，你的供應商應該有嚴格的質量控制程序，保證為你提供相當可靠的固態硬盤。最好是選擇兩次故障間隔時間在150萬小時以上或年故障率在0.55%以下的固態硬盤。
原設備制造廠家、系統集成商和系統消費商需要在固態硬盤組件中關注的4項指標是快速和穩定的性能、長期且有保障的使用壽命、最正確數據完好性和可以幫助簡化將固態硬盤添加到現有系統或開發純固態硬盤系統的供應商。
專注于消費者的固態硬盤不能滿足這些標準，沒有與系統消費商合作過的供應商提供的固態硬盤會帶有更高的風險。
正確理解固態硬盤的特征和供應商標準，你就可以為客戶提供優秀的產品，為它們提供快速和極具價值的解決方案。
