【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(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。

　　SSD性能、功耗和业务指标全衡量

　　在购买固态硬盘前，尤其是当你需要为服务器购买大量驱动器时，必须研读产品评测信息并进行对比。

　　所有制造商都承诺230+ MB/s和180+ MB/s的读取和写入吞吐量，以及每秒数以千计的I/O操作。虽然大多数产品在非常好的性能表现情况下，都能够达到这些数字，但是最低值和平均性能值却非常低。也就是说，你最好根据最低值来考虑，以避免业务环境出现问题。另外，通常写入值在200Mb/s左右的驱动器对于高性能环境也并不适合，即使它可能会下降到40Mb/s。

　　I / O为我们带来美好的数字生活

　　其实，固态硬盘读取速率是否能达到220或者250Mb/s，或者写入速度达到210或者180Mb/s并不重要。只有发烧友才看得出差异。在企业环境，每秒I/O操作数量比吞吐量更能说明固态硬盘的差异。

　　如果你想的是某个时间点登录web服务的用户数量，你会发现我们讨论的I/O几乎不计其数。例如，Facebook号称拥有400万活跃用户，每个用户的登录请求都会触发很多读取和写入操作。尽管流量如此巨大，我们仍然希望能够对所有点击和请求作出快速反应。现在让我们看看这些数字足印：各种网站的登录、分析、跟踪、其他用户的转帖等等。面对如此多数据，我们需要固态硬盘级的性能才能处理这些数据。

　　功耗

　　功耗也是同样的思路。当随着固态硬盘升级到下一代时，谁会在乎小于0.1瓦的闲置功耗上升到2瓦到1.5瓦?但是从全球视角来看，特别是数据中心，每瓦特都会带来不小影响。根据IDC数据显示，2009年服务器销售额为42.4亿美元，而运行这些服务器的功耗成本为326亿美元。而且，数据中心硬件需要2.5瓦额外电源用于冷却。

　　何去何从?

　　过去，企业会关注每美元带来的GB或者性能，现在企业对每美元对等的I/O或每瓦的I/O(有时候每瓦特的GB数量)更感兴趣。很明显，这种指标更有利于固态硬盘。最重要的是，在无需物理扩大数据中心本身的前提下。扩大数据中心性能和容量。

　　业务指标

　　让我们来看看这些指标。如果你从来没有研究过固态硬盘和硬盘驱动器之间的差异，你会发现这种对比很惊人。

　　本文中，我们不想评论每瓦特的GB数量，因为容量与这方面并不相关。我们想指出固态硬盘每个驱动器提供高达512GB的可用容量，与300GB和600GB 2.5英寸企业级硬盘驱动器的最高容量相匹配。在最大I/O情况(容量不计其数)，64GB SSD甚至比73GB 企业级HDD更便宜。因此，对于I/O密集型应用程序，固态硬盘在成本和性能方面更具竞争力。

　　对于固态硬盘每美元I/O操作和每瓦特I/O操作，并不具有可比性，因为固态硬盘在消耗一小部分功耗时，通常比硬盘驱动器快得多。硬盘驱动器通常提供每秒100和400的I/O操作，这取决于块大小和随机/连续访问。固态硬盘每秒可达五位数I/O操作。

　　话句话说，每GB的固态硬盘成本与HDD不相上下，而固态硬盘远远超过了硬盘驱动器。实际上，你可以部署一个单一的固态硬盘来取代几十个硬盘驱动器的I/O性能，或者使用固态硬盘取代一定量的硬盘驱动器，提高性能的同时，还降低了功耗。另外，固态硬盘还能够显著降低冷却需求。

　　 部署SSD的性能限制、缺陷及建议

　　在过渡到固态硬盘时，有几个因素必须考虑。

　　RAID支持

　　从技术上讲，使用合适的控制器，所有SATA驱动器都可以用于RAID阵列。不过，有些产品在RAID配置中无法提供预期的性能水平。这往往是固件问题，但尽管如此在检查具体SSD产品前应该对固件进行检查。有时候，由于不完全的AHCI支持，TRIM功能在RAID配置中无法使用。

　　碎片整理

　　硬盘驱动器需要定期进行碎片整理以确保经常使用的文件的可用性，以及确保较大文件没有分散在各处，这增加了检索的时间。硬盘驱动器需要经常性地连续读取和写入，因为head物理移动会带来延迟。这对于SSD并不是问题，因为数据由SSD控制器进行分布。将碎片整理工具引入SSD将会适得其反，不会带来任何优势，还会损坏闪存单元。

　　TRIM支持

　　操作系统使用TRIM功能来通知SSD数据块被删除，可以接收新数据。这可以让SSD优化写入，同时保持最大写入性能和优化损耗均衡。这个操作是内部进行的，当由文件操作系统触发时，将更有效。TRIM需要SSD固件和操作系统的支持，驱动器和存储控制器还必须支持AHCI。这通常意味着需要使用Windows 7或 Windows Server 2008 R2、 Linux kernel 2.6.33或FreeBSD 9。较旧系统版本不能支持TRIM，否则会严重影响写入性能。

　　具有固件02HA及以上的Intel SSD，Indilinx 1819及以上，所有Jmicron 612和618设备，具有硬件0002的Marvell硬件，所有SandForce设备，三星的VBM19C1Q固件，所有三星470 SSD都支持TRIM功能。Crystal Disk Info对固件和SSD检查提供很大帮助。

　　展望

　　市面上充斥着各种针对电脑和笔记本的SSD产品。很多提供不错的性能，如果你有windos 7系统，并且愿意支付至少300美元，那么有什么理由不购买SSD来取代你的硬盘驱动?你很快会发现其中的差异。

　　而对于企业而言，转向固态存储需要更全面的业务计划，而且SSD未必是企业环境的非常好的选择。在查看产品评测信息时，请注意最低性能测试结果，这样才能确保你的系统保持所需要的性能水平。检查RAID支持、AHCI和TRIM的支持情况。请确保你的系统足以利用SSD解决方案的最大优势，否则你会遇到很多自找的麻烦。

　　在克服所有障碍后，你可以检查一些关键指标，例如每美元I/O数量，每瓦特I/O数量，以获得成本方面的参考信息。从这个角度来看，你很快会意识到，在I/O密集型环境，SSD最合适不过。困难在于找到合适的方式将SSD引入企业环境，同时遵守合规要求。