【IT168 专稿】11月27日至28日，EMC在其成立不久的上海研发中心举办了主题为“创新无极限”2008年度创新日大会。作为EMC一年一度展示最新技术与产品的主要平台，每年的创新日活动都有大量EMC核心重要的行业客户参与，走进其研发中心，了解存储业界引领最新趋势的技术研发项目和存储系统产品。

　　本次的创新日主题围绕EMC 最新一代中端存储系统产品CLARiiON CX4，在为期两天的创新日日程中，我们不仅全面了解了EMC CLARiiON CX4各项增强功能和创新设计，还有幸近距离走入EMC研发试验室，观摩了许多还处于研发阶段的项目展示。这些目前还处于实验室阶段的技术都针对行业最为热点和前沿的存储应用，其中的一些研发项目非常有趣，不仅仅展示了EMC领先市场份额背后的强大技术实力，还体现了EMC研发中心创新与开放的思维个性。本次创新日之旅的精彩内容我们将在下面一一呈现给大家。

　　CLARiiON的一个突出特色就是采用了SSD作为0层级存储来提高系统的IO性能，EMC中国研发中心软件研发经理罗霄向大家介绍了SSD的工作原理，以及在CLARiiON上的应用特点。

从“0”到“1”的硅世界

　　从前段时间百度秘密拆空搜索服务器硬盘，引发业界人士对内幕消息的大量猜测，到最近，百度公司公开宣布，用闪存取缔传统硬盘，通俗点来说，百度的所有搜索服务器已经换装固态硬盘。这一系列的新闻报道无不说明一点，固态硬盘的崛起已经引起世界的关注，它的历史地位不断地在提高。

　　如果说，固态硬盘将取代传统的HDD硬盘，相信并非每一个人都赞成这个观点。这可能需要几年时间，也许需要整个一代人的时间。但是，固态硬盘对比传统硬盘的优越性却不容置疑。
因为全部采用了闪存芯片，所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，那么在硅的世界中，SSD的工作原理是怎样的呢？

　　目前主流的SSD硬盘通常都采用了NAND的技术，NAND闪存阵列分为一系列128kB的区块(block)，每个单位区块可通过电子放电的原理纪录一个数值。这个过程就好像用一个杯子装水一样，当这个杯子装满水的时候，系统记录为“1”，当杯子为空的时候，系统就自动记录为“0”，正是在“0”与“1”的切换中，数据被保存了下来。

SLC VS. MLC

　　相比传统硬盘，SSD拥有随机I/O处理能力强，能耗低等多方面的优势。

　　NAND的闪存一般分为两种，一种叫单电平存储单元（Single Level Cell, SLC）和多电平存储单元（Mingle Level Cell, MLC）。这两种存储方式的区别在于，SLC是在一个存储单元一次只能记录0和1两个值，而MLC架构可以一次储存4个以上的值，就好像一个茶杯，一种方式是只记录“全空”与“全满”两个状态，另外一种方式则把杯子的容量分成四个部分，分别记录了四个不同的状态。

　　MLC架构有许多缺点，首先是使用寿命较短，SLC架构可以存取10万次，而MLC架构只能承受约1万次的存取。其次就是存取速度慢，在目前技术条件下，MLC芯片理论速度只能达到2MB左右。SLC架构比MLC架构要快速三倍以上。再者，MLC能耗比SLC高，在相同使用条件下比SLC要多15%左右的电流消耗。

　　虽然与SLC相比，MLC缺点很多，但在单颗芯片容量方面，目前MLC还是占了绝对的优势。由于MLC架构和成本都具有绝对优势，能满足未来2GB、4GB、8GB甚至更大容量的市场需求。

SSD企业级应用的挑战与安全保证

　　目前来说，SSD在企业级应用上还存在四个挑战：

　　性能：首先是性能问题，因为单个NAND处理芯片的带宽是有限的。对此，业界普遍的做法是采用多个闪存芯片聚合带宽。

　　寿命：其次是寿命问题，NAND闪存技术通过电子放电的形式记录单位空间内的电平来保存数据，由于单位空间内的电子放电次数则是有限的，因此SSD中，单位空间的重复写入寿命也是有限的。如前面的数据，单位空间内SLC架构可以存取10万次，而MLC架构只能承受约1万次的存取。对于企业来说，这个安全性显然还不够高。

　　目前而言，企业会通过类似于磁盘存储技术中的“热点均衡”技术来均衡写入负载，避免在固态硬盘内部造成频繁写入的“热点”，从而提高整块SSD硬盘的使用寿命。

　　比特翻转：此外，SSD固态硬盘还容易产生比特翻转的错误，目前采用了多比特检错/纠错编码（类似于内存中ECC校验）的机制来避免错误。

　　坏块：由于基于NAND的SSD单位空间内写入寿命有限，有可能会在使用一段时间后，SSD固态硬盘内部出现坏块。目前而言，尽管EMC所应用的SSD对外标称是73G的容量，实际上内部已经预留了大量的冗余空间，如果应用的存储空间产生了坏块，可在内部冗余的空间中重新映射出一部分存储空间。

　　通过以上多个方面的技术保障，EMC对外提供的SSD能够保证5年的使用寿命。

未来的应用前景

　　根据统计数据FC硬盘的价格每年平均下跌比率为35%，而保守估计（假设产量维持不变）基于NAND的闪存盘的价格年均下跌比率为40%，而如果闪存盘产量增加的情况下，价格下跌的比率则为55%。因此最为乐观的估计是到2010的时候，SSD的价格将和FC盘接近，足够替代FC磁盘。

　　SSD在多长时间内能够取代传统磁盘目前暂时无法下判断，但我们完全相信基于FLASH技术的SSD固态存储器拥有一个美好的未来。在克服了诸多安全性和应用方面的问题后，我们相信SSD完全能在企业级存储系统中带来系统性能的飞跃。