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09存储调研:SSD虽好,九成企业仍在观望

  编者按:第四届中国IT技术趋势大调查活动于2009年10月5日启动,历经1个多月的时间。在线调查期间,受到了来自IT168网站旗下三大企业级社区ITPUB、IXPUB和ChinaUnix.NET(以下简称CU)以及其它合作网站的网友的极大关注和积极参与。

  目前调查已经完满结束,所有的数据都在后台整理和统计之中。本次网上调查共回收调查问卷31,704份问卷,其中合格问卷为25,775份。由于三大企业级论坛网友及合作社区的大力支持,今年回收问卷数量较去年增加了近33.2%,合格问卷的填写数量较去年增加了8.3%。由于今年的调查增加了一些新的调查领域,因此参与的人员数量较去年稳步有升。

  本次调查的内容涉及:中国IT人才发展环境、企业信息化、企业安全、服务器、存储、网络技术、云计算、虚拟化、移动开发技术、项目管理工具、数据库与BI应用、数码复合机、安防产品技术等13方面的研究成果,这些将最终形成了《2009-2010年IT技术应用趋势调研报告》,并将整合到《2009-2010中国IT应用技术蓝皮书》中,于2010年2月份通过IT168企业频道及其下属论坛发布。

  【IT168 专稿】SSD(Solid State Disk,固态硬盘)早就被冠以“革命者”的美誉,其特别之处在于它没有机械结构,将数据储存在芯片里,以区块写入和抹除的方式进行读写,因此在读写效率上,SSD比传统机械式硬盘有了革命性的提升。SSD“性格分明”,优缺点都显而易见,它的最大卖点是可以在紧张的I/O处理过程中加快数据传输的速度; 缺点是价格偏高、容量偏小。

  SSD认知度:近八成用户表示了解SSD

  为揭示固态存储技术在企业级存储领域的应用现状,我们针对固态存储的企业级应用进行了调研。在对固态存储认知度的调研中我们发现,绝大部分企业都或多或少的了解固态存储技术,只有22.2%的受访对象表示完全没有听说过这项技术。有4.6%的受访对象对固态硬盘非常熟悉,有19.9%的受访对象对固态硬盘有一定的了解,有52.9%的受访对象表示对固态硬盘只了解一点点。


图 6 企业对固态硬盘的了解状况分布状况

  对比2008年数据可以看到对固态硬盘非常了解的受访对象比例增长了2.8%,对固态硬盘表示比较了解的受访对象比例增长了3.1%,对固态硬盘表示了解一点的受访对象比例下降了3.7%,对固态硬盘表示不了解的受访对象比例下降了2.6%。


图 6 2008-2009企业对固态硬盘认知度状况对比

  自从2008年,EMC宣布其高端Symmetrix产品线和中端Clariion产品线均提供SSD后,到2009年,已经有越来越多的厂商宣称其产品实现了对SSD技术的支持。各大厂商相继把其应用到中高端存储阵列中,其优越的性能得到了用户的广泛认可。

  SSD应用:近九成用户无意采购

  我们针对企业对固态硬盘应用优势的认识进行了调查,结果如下面柱状图所示,有61.4%的企业认为固态存储的高I/O吞吐量,能解决系统I/O压力,给他们的运算性能提高的很多,收益最大。有48.7%的企业认为固态存储的抗震性能好,适于移动办公的环境。有44.5%的企业认为固态存储可以实现绿色节能,帮助他们减少对能源的消耗。有29.2%的企业认为其噪音比较低,它使得机房内部的噪音变得更低。还有1.7%的企业选择了“其他”。


图 7 固态存储在企业环境中的应用优势分布

  我们还调查了一下企业应用固态存储产品的一些状况,我们发现仅有0.3%的企业正在使用固态存储产品,有12.1%的企业计划在一年内采购并使用固态存储产品,而有87.2%的企业用户表示暂无计划购买。


图 8 企业应用固态存储产品或者技术的状况

  调研数据显示:虽然不乏众多厂商的追捧,但目前企业级SSD应用的推行速度却远没有期待的那样快,用户的热情显然还没有被撩拨起来,敢于尝鲜者寥寥。是哪些因素形成了阻力,又如何去化解这些阻力呢?

  影响普及的关键因素:价格仍居首位

  针对企业对固态硬盘的采购意向,我们对阻碍固态硬盘可能的普及因素进行了调研,从下图我们可以看出,有61.0%的企业是因为固态存储的价格太高,无法承受这么高的价格,有36.4%的企业认为固态存储单位空间写入寿命有限,存在安全隐患,对其可靠性表示质疑。有36.4%的企业认为市场认知度不够,他们不是很了解固态存储,有27.5%的企业认为其市场需求不足,大部分用户的I/O压力并没有到应用固态存储的程度,还有0.4%的企业选择了“其他”。

  图 9 当前影响固态存储在中国普及的关键因素

  IT168观点:SSD虽好,还需应用评估

  影响用户购买SSD的原因主要体现在五个方面。

  价格及容量: 因其研发成本、技术含量等问题, SSD的价格与传统硬盘相比大概是10∶1,在企业级SSD中,这一比例更高,这是因为除了介质成本外,还有维护成本、软件成本和部件整体融合成本。虽然SSD的价格正呈逐年下降趋势,但从目前的价格水平看,仍高出传统硬盘数倍。

  不过IT168认为,对价格的质疑可从另一个角度评估,使用正确的方法,把SSD用在正确的位置,用户的整体拥有成本并不会因SSD的价格而抬升。一般来说,关键型数据库应用往往需要很高的IOps,用户因为需要追求良好的读写速度,常常需要采购更多的传统磁盘来达到系统所需要的性能,造成传统磁盘的利用率并不高; 而在使用SSD时,可以在一块SSD上达到系统所要求的高IOps。

  存储容量也是困扰SSD发展的一大难题。如今传统机械式硬盘凭借最新的垂直记录技术已经向TB级别迈进,而SSD的容量普遍还停留在256GB左右(目前EMC提供的SSD已经达到400GB),这也是由于SSD成本一直居高不下,因此很少有厂商涉及这种高容量的SSD产品的研发。

  寿命及可靠性: 用户对SSD写入寿命的担忧是阻碍SSD普及的第二大原因。SSD采用NAND型闪存芯片作为存储介质,而NAND闪存并不像DRAM内存颗粒一样拥有无限的寿命,得受可擦写次数的限制。目前,SSD单个芯片的寿命不如磁盘介质, MLC固态硬盘的可写入次数为2000次~10000次,SLC固态硬盘的可写入次数是MLC的10倍左右,一旦某个存储单元的写入次数接近极限值,就很可能遭遇彻底的物理损坏。

  IT168观点:实际上,各存储方案提供商已经采用了很多技术来提高SSD的寿命,使其平均无故障时间(MTBF)与传统的磁盘相当。

  从磁盘阵列的角度来看,SSD硬盘的安全性可以从两方面来保障。第一是在部件层面,一块良好的SSD已经内置数据冗余和纠错技术,内部预留了存储单元,在有数据块损坏时自动进行替换,用户感知不到,SSD盘片厂家提供的数据显示,频繁读写应用时SSD可以使用5年或以上。

  其二在系统层面,磁盘阵列的RAID机制、热备盘、快照、复制等技术,都可以用来保障SSD硬盘的数据安全性。例如,Wear Leveling 是有效提升 SSD MTBF的一种技术手段,可达到均匀磨损、换位写入等目的。Wear Leveling 的基本思想就是避免不停地对某些晶体的擦写,利用算法保持所有的可擦写单位的次数是近似均匀的,这样就把写次数均匀地分散到各个晶体上。另外,由于SSD的使用寿命主要取决于写入次数,而与读取次数关系不大,因此,那些以“一次存取,多次查询”为主的应用形式(如搜索引擎、数据仓库)避免了SSD写寿命的尴尬。

  功耗: 提到这一点时,也许人们会感到困惑,按理说,功耗足以称得上是SSD的得分项,SSD因为没有机械马达和风扇,闪存芯片发热量小、散热快,因此工作时非常安静,没有任何噪音产生。那么这里为何还提出功耗问题?

  实际上,用户的质疑是以传统的按照W/TB来计算的电量统计,SSD并不占优势,例如,一块7.2Krpm的1TB SATA硬盘的功率是9.2W,一块15Krpm的300GB的功率是18W左右,而一块64GB SSD的功率是2W。如果按相同容量耗电量来看,SSD显然并不占绝对优势。但采用SSD之后,有一个功耗统计方法是W/IO,以IOps计算,能耗节省高达98%,SSD硬盘的优势就非常明显了。

  软件兼容性: 要最大程度地发挥固态存储技术的优势,需要通过各种软件和系统功能来发挖掘其潜能。并不是任意一块SSD都可以随意插入企业级盘阵进行应用的,这跟存储软件有很大关联,因为在中高级的存储系统里面,磁盘和控制器都有一些特别的微码来支持整个系统的运行,服务器操作系统相对开放,而存储系统相对封闭,所以客户并不能自己去随意更换盘片。

  软件兼容性还表现在,软件必须能够识别SSD,以把最容易出现I/O瓶颈的应用放在相应的SSD上。由于成本原因,客户不可能大量购买SSD,那么怎么去发挥它的作用,就成了一个需要解决的问题。在操作系统层面,大多数传统的文件系统不具备存储分层的概念。而将元数据迁移到SSD会带来很大好处,同时可以进一步优化不完全基于传统顺序存取的I/O,操作系统分页和内容高速缓存服务也可以采用SSD来改善延迟和减少能耗。实际上,目前像EMC、IBM、HP等前面提到的主流厂商都具备独到的支撑SSD的软件,足以打消用户的顾虑。

  找准需求: 此外,目前很多用户对自身的应用和SSD的契合度并无把握,不了解SSD能否适用于自己; 而往往那些适合SSD应用场景的业务,又恰好是用户不敢随便“动”的核心业务,要尝试SSD很需下番决心。 因此用户需要对自己的系统环境进行适当的评估。

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