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SSD是万能灵药? 全面剖析固态存储性能

         【IT168 评论】固态硬盘带来的好处众所皆知,然而,再转向这种最新存储技术时,有几个缺陷问题需要考虑。

 固态硬盘现状及发展趋势

   固态硬盘现状及发展趋势

  固态硬盘(SSD)似乎无所不能:存储容量高达512 GB,高性能,低功耗和热量,高效率以及难以置信的物理耐久性。在日常工作中,固态硬盘似乎十分完美。但是,它还是存在一些缺陷。在固态硬盘技术进入家庭和企业的各种应用程序之前,你需要了解更多固态硬盘的细节信息。

  固态硬盘市场

  首先,我们细分一下市场。我们可以根据低成本、主流产品和高端产品来划分,另一个划分方法就是消费者级产品和企业级产品,就像客户端和服务器。

  企业级产品通常在零售店找不到,因为这些产品主要针对大型服务器和具有大规模系统的存储公司。SSD制造商,如三星、英特尔、Micron和东芝,通常为解决方案供应商提供特殊支持。三星公司最近宣布与希捷公司建立合作关系来共同打造企业级固态硬盘。显然,传统磁盘和尖端硅存储世界已经“打成一片”。

  趋势和发展

  虽然固态硬盘的性能水平和效率迅速发展,但容量却裹足不前,这主要是由于NAND比特密度发展缓慢。智能手机界的巨大需求拖慢了固态硬盘在PC环境的发展,并且期待已久的3 bit单元闪存也比预期缓慢,而且似乎这种闪存也并不会在短时间内带来容量升级。

  因此,与传统硬盘驱动器相比,固态硬盘在存储市场占有的市场份额仍然不多。但是固态硬盘在2010年发展迅速,入门级产品价格下降到99美元以下,而在企业产品方面, McKinsey & Company在2008年的调查发现,数据中心消耗了世界能源的0.5%,制造的二氧化碳排放量比整个阿根廷还多。EPA估计到2011年,美国数据中心功耗将达到3%,这使得对固态硬盘的呼声越来越高。

  纵览

  虽然企业级和消费级SSD的规格差别不大,但是选择正确的驱动器或者合适的环境是非常重要的。我们将看看SSD是如何运作的,它们能为你做什么,在部署SSD时你应该注意什么,你的企业会受到什么影响以及如何做出正确的购买决定。

  对于本文中讨论的内部固态硬盘,闪存和控制器被安装到印制电路板(即Printed Circuit Board,简称PCB)上,并打包成一个小机箱,大家都知道,通常是1.8”、 2.5”或者3.5”的规格。这些可以安装到电脑、笔记本电脑或者某些机架式服务器环境。事实上,闪存固态硬盘与硬盘驱动器十分类似,只是没有移动部件,重量更轻。另外,现代固态硬盘只需要很少的冷却。大多数固态硬盘采用2.5”外壳,并利用3Gb/s或 6Gb/s接口速度。

  MLC和SLC NAND闪存

  所有闪存固态硬盘产品都是将数据存储到单层单元(SLC)或者多层单元(MLC)NAND闪存,每个单元能够存储一个bit或者多个bit数据。SLC单元每个晶体管提供的容量要比MLC小,但是具有更高的写入性能和数据持久性。

  现代控制器架构

  所有固态硬盘设计都是基于闪存控制器,这种控制器驱动存储电路,并通过串行ATA连接到主机系统。现代设计利用了控制器的“大脑”来解决各种需求。例如,通过损耗均衡算法来处理数据持久性,确保闪存单元利用率尽可能的均衡,从而最大限度地提高设备寿命。性能优化主要通过多个闪存通道、负载均衡和不同的缓存方法来实现。有些控制器还具有集成缓存,其他则是单独的DRAM内存芯片,还有一些则是利用跨越多个通道的闪存来进行数据重组。

  趋势:Toggle DDR NAND闪存

  三星公司几个月前推出了Toggle DDR NAND闪存产品,这种闪存技术旨在内存信号的上升沿和下降沿期间传输数据,与DDR DRAM很类似。这种方法刚刚在企业市场推出,相信很快将出现在消费级固态硬盘中。Toggle DDR的主要优势在于每通道带宽从40Mb/s增至66到133 Mb/s。使用这种新技术的驱动器将不会采用更快的峰值带宽,而是会尝试最大化3Gb/s的SATA II性能,同事进一步降低功耗,我们将在下文中解释这样做的重要性。

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