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固态硬盘技术全面分解,全面认识硬盘原理

07-22 17:31:54| http://www.caiwu51.com |电脑硬件知识|人气:602我要推荐此文给好友

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正文:随着人们越来越开始关注能源、冷却、占用空间以及与他们相联系的生态经济问题,固态硬盘(SSD)技术的重新崛起成为应对这些问题的一个解决方案,最近两年,各大厂商都致力于SSD技术的开发,其产品范围已经覆盖了消费者、中小企业、大型企业等。20xx年是行业开始准备SSD和基于闪存技术的复苏的一年。20xx年将是SSD快速发展的一年,随着Intel、EMC、Dell、昆腾、三星、希捷、东芝等厂商的加入,固态硬盘(SSD)技术发展必将得到进步和完善!


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三星64GB固态硬盘


最新SSD固态硬盘解析

    众所周知,一般硬盘的机械特性严重限制了数据读取和写入的速度,而SSD固态硬盘在操作系统中就是一个普通的盘符,用户可以完全把它作为存储介质来使用。

一、SSD是何方神圣

  SSD主要分为以下两种类别:

  基于闪存的SSD:采用FLASH芯片作为存储介质,这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种摸样,例如:笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、优盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,但是使用年限不高,适合于个人用户使用。

  基于DRAM的SSD:采用DRAM作为存储介质,目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器,而且使用寿命很长,美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。

  由于采用FLASH存储介质,它内部没有机械结构,因此没有数据查找时间、延迟时间和寻道时间。众所周知,一般硬盘的机械特性严重限制了数据读取和写入的速度,而SSD固态硬盘在操作系统中就是一个普通的盘符,用户可以完全把它作为存储介质来使用。

  二、SSD的过人之处

  第一,数据存取速度快。根据相关媒体测试:在同样配置的笔记本电脑下,运行大型图像处理软件时能明显感觉到SSD固态硬盘无论在保存还是在打开文件时都更快。当按下笔记本电脑的电源开关时,搭载SSD固态硬盘的笔记本从开机到出现桌面一共只用了18秒,而搭载传统硬盘的笔记本总共用时31秒,差距还是相当大的。

  第二,经久耐用、防震抗摔。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,这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。

  第三,SSD固态硬盘工作时非常安静,没有任何噪音产生。得益于无机械部件及闪存芯片较小的发热量小、散热快等特点,SSD固态硬盘因为没有机械马达和风扇,工作噪音值为0分贝。

  第四,SSD固态硬盘比常规1.8英寸硬盘重量轻20-30克,可千万别小看这些重量,在笔记本电脑、卫星定位仪等随身移动产品上,更小的重量有利于便携。此外,重量的减轻也使得笔记本搭载多块SSD固态硬盘成为可能。

  如果从最早研发开始计算,SSD固态硬盘的发展已经有20多年的历史,固态硬盘在早期的大部分时间里,主要用在军用嵌入系统中,或者高性能计算的研究实验室中。随着科技的进步,如今固态存储技术已成为一个民用标准,三星、SanDisk、铼德、pqi和威刚等国际存储大厂分别发布了自己的相关产品,目前最高设计容量已经达到128GB,而且还有SATA接口的,主要针对笔记本电脑领域。

  如今,SSD固态硬盘市场已经从存储市场中细分出来,技术逐步成熟和完善,而且已经在笔记本电脑及大型主机等领域得到应用。商业领域也已经涉及到金融、电信、医疗、电力、航空、邮电等行业。随着SSD固态硬盘的应用逐步扩大,各个领域也开始应用相关产品。

  三、SSD当前的困境

  目前阻碍SSD固态硬盘普及的最主要因素就是产品售价,以32GB为例,最便宜的产品价格也在2000元人民币以上。其次,SSD固态硬盘的容量还无法完全满足用户的需求,以笔记本电脑为例,主流产品均配备了250GB硬盘,而SSD固态硬盘最高容量仅为128GB。再次,缺乏终端设备的支持也是SSD固态硬盘所面临的另一大问题。

  总结:随着SSD固态硬盘的规格不断升级,让我们看到了未来电脑存储市场的新希望。与传统的硬盘相比,固态硬盘所带来的性能提升可以用质变来形容。虽然目前固态硬盘还受着成本、容量等因素的制约(目前每GB SSD固态硬盘的成本约为240元人民币),不过我们有理由相信,随着Vista操作系统的问世,固态硬盘的关注度以及发展速度将进一步加快,拥有一块不再脆弱的硬盘已为时不远了。


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固态硬盘技术发展浅析

       大约xx年前,一家当时名叫DEC的公司是开放系统SSD的早期采用者和推动者。经过多年的发展,20xx年是行业开始准备SSD和基于闪存技术的复苏的一年。20xx年将是关注和早期采用的一年。

     就像俗语说的,最好的I/O(输入/输出)就是你不需要为I/O做什么,但是现实是即使拥有I/O虚拟化和虚拟I/O技术,还是需要一定方式才能使I/O更有效地存储和访问数据。

  之所以需要更有效的I/O性能还是因为长期以来而且还将持续的服务器与存储之间的I/O性能落差。硬盘驱动器(HDD)的存储性能发展速度没有赶上服务器处理能力的可靠性及能力的增长速度和服务器成本的下降速度。你可以在这里看到更多的关于数据中心瓶颈和服务器/存储性能的I/O落差的信息。

  随着人们越来越开始关注能源、冷却、占用空间以及与它们相联系的生态经济(生态的和经济的)问题(这些问题正在影响着IT数据中心和存储),固态硬盘(SSD)已经重新崛起成为应对这些问题的一个解决方案。SSD并不是一个新的技术,它已经存在几十年了,但是直到最近两年,人们才对SSD开始有了新的认识和兴趣。厂商们开发出新形式的SSD类别的技术,将这些技术做成打包的可选项,并按市场价格出售(消费者、中小型企业、中端市场、企业)。甚至EMC这样的公司也采取行动,在上周郑重宣布SSD计划(见EMC进入固态市场)。

  大约xx年前,一家当时名叫DEC的公司是开放系统SSD的早期采用者和推动者。我记得当时仅有200MB(对,是MB)的SSD(两台镜像设备以备复原)的价格非常高。以今天的标准看来,当时的价格确实很离谱;但是,和在他们之前出现的大型机SSD解决方案比起来,他们还是有竞争力的。

  一般来说,SSD是基于动态随机存取存储器,也就是DRAM,或者说是安装在你的计算机上且一般被叫做RAM或内存的东西。许多存储系统也将DRAM作为高速缓存或易失性记忆体以提高HDD的性能。使用RAM的好处是它的读取操作(IOPS)要比HDD的读取操作明显快很多,这是因为RAM记忆体内没有移动部分,而即使最快的HDD也需要移动部分,而这些部分会延迟寻找和传输速度。

  一些SSD厂商可能会宣称他们的产品没有延迟问题。但是,如果你仔细观察,你会发现延迟并不是不存在而只是不那么明显。一个典型的存储I/O读取模式就包含了I/O命令初始化,寻找和定位,然后是数据传输时间。假如你有更快的介质和接口可以改善数据传输时间,并排除寻找时间,那么你就可以提高性能。在SSD情况下,寻找时间实际上被排除了,而介质传输时间如果不是被排除那也是被减少了,剩下的大部分I/O时间是在特定接口上根据命令或协议表头进行传输,以及在应用程序服务器上的I/O预处理和后处理。

  成本问题

  这听起来很好,但是为什么我们不安装更多的SSD呢?简单的说,答案就是成本。一个很矛盾的现象就是,当你按每GB或每TB成本比较SSD和HDD时,HDD更便宜,而SSD成本更高;但是,如果你比较I/O处理能力,以及要达到和SSD同样水准的IOPS、带宽、处理负荷或有效负荷,需要多少HDD、接口、控制器和机箱时,那么SSD就显得更经济。同HDD相比,按照容量计算,除了高成本以外,DRAM的另一个不利方面就是其保存数据所需的电力较多。

  DRAM在读取上的性能表现非常好,但是奇怪的是SSD只能用于小量的随机的IOPS,这种情况从早期一直持续到现在的一些产品。有一些DRAMSSD解决方案可以同时支持光纤通道和InfiniBand,并能够同时处理小量随机IOPS和大量的序列传输工作负荷。

  多年来,DRAMSSD解决数据持续性问题的方法是通过电池来支持高速缓存或当主电能无法用时,通过UPS设备来维持记忆体的电能。SSD也将电池备份和内部的HDD整合在一起,这里的HDD可能是独立磁盘、镜像磁盘或校验保护磁盘,但都通过电池来供能,这使得当出现电源故障或电源切断的时候,DRAM可以冲洗(下线)到HDD。虽然基于DRAM的SSD的性能要明显优于基于HDD的系统,但是SSD仍然需要电力来支持其内部HDD,DRAM,电池(蓄电池)和控制器。如果你担心绿色和环保问题,那么你就会考虑这些电池以及它们的安全处置措施(如,WEEE--废弃电子电气设备指令,和RoHS--电子电气设备所含有害物质限制)。


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替代方式:闪存

  DRAM在电源切断的时候就不再保存数据。和DRAM不同,基于闪存的记忆体已经受到了越来越多的欢迎,这是因为其单位容量成本比较低而且其存储不易丢失,也就是说在保存数据期间不需要电源。鉴于其低能耗,低成本和良好的容量,以及电源关闭时保持数据的能力,闪存记忆体已经在低端的USBU盘和如iPod这样的MP3播放器中得到了广泛应用。

  基于闪存的记忆体的不利方面是它的性能,特别是在写入方面不如基于DRAM的记忆体;而且,过去,在记忆体单元重写和更新的次数上,闪存的负载周期有限。随着目前企业级闪存的出现,它们的负载周期要比普通消费者所用的或一次性闪存产品的负载周期要高得多。

  将这两种方式结合起来(混合方式),最好就是将RAM作为共享存储系统的高速缓存,利用缓存算法来最大化缓存效果,优化预读、后写以及校验操作来提升性能;同时用闪存来保存数据,充分利用其相对于所有基于HDD的存储系统都更低的能耗和改善的性能。

       因此,在企业级的基于闪存的存储系统上,你可能需要支付更高的价格,因为它将使用一定的DRAM来作为高速缓存缓冲区,以便加速对闪存的读取和写入,同时,除了一般的内存奇偶校验码外,这个系统还要采用一定形式的数据完整性保护。即使是企业级配置,这种系统总体上还是低成本。在享受将更多的数据存储在SSD上的优势的同时,还可以得到更低的能耗和更高的性能。从单位事务处理或单位工作负荷的角度上看,其价格也更加合理。

  例如,TexasMemorySystems(TMS)公司在20xx年推出的RAM-SAN500就由一个RAM来作为高速缓存和基于闪存的存储来进行数据保存。EMC也刚刚宣布在他们的以DRAM作为高速缓存中心的DMX系列存储系统上安装了基于闪存的SSD。对于EMC来说,基于SSD和DRAM的技术并不陌生,他们早在上世纪xx年代末期就利用了这些技术,而且成功推出了以高速缓存为中心的大型存储系统,即DMX系列。

  这些消息和其他的消息一起标志着SSD重新回到了行业舞台的中心。在台式机和消费者的层面上,SSD也频频露相,比如三星推出能够替代或辅助笔记本HDD的SSD,或是FusionIO卡,这种卡能够安装在计算机I/O槽,并通过直接插入或通过内部PCI总线来闪存读取存储。这些都是由传统的DRAMSSD组件和存储解决方案厂商所推出的,而且他们继续在性能、价格和产品组合上改进他们的解决方案。

  能源

  随着像电力、冷却和占用空间这样的"绿色"存储和数据中心问题日益重要(见"如何保持性能、可靠性、容量和能源的平衡,并满足存储能耗和冷却需求"),我们正在从如何避免使用电力的讨论转移到如何利用好手中已有的电能以达到更好的能源效率,包括提升性能的同时降低能源消耗,以及智能电源管理--通过智能电源管理,可以在不牺牲应用程序性能或可靠性的前提下降低电力消耗。

  上世纪xx年代的石油危机时的市场风向和现在关注绿色IT和存储有一些有趣的相似之处。在xx年代的石油危机中,人们发起了节省能源和避免能源消耗的运动,我们能看到类似的关于避免存储中能源消耗的信息,第一代MAID的出现占据了许多头版头条。其后的能源节约浪潮主要是引入更加具有能耗经济性的汽车。在存储领域中,类似的故事包括智能电源管理、以及按照单位能耗计算能够比过去承担更多工作负荷或活动、能够处理更多事务、能够访问更多文件、具有更高的IOPS或带宽的存储。下一个浪潮将包括采用更好的实践,包括更好的数据和存储管理、归档、压缩、重复数据删除,以及采用一定形式来降低数据占用印迹,使用其他技术工具来在现有资源的条件下做更多的事情和维持业务发展。

  曾经有说法认为SSD只适用于数据库而不适用于文件。事实是,在过去,由于基于DRAM的解决方案的成本比较高,所以只有特定的数据库表或文件,索引,日志或日志文件,或其他暂时的性能密集型数据会放在SSD上。如果数据库足够小或你的预算足够多,那么整个数据库都可能放在SSD上。现在,由于DRAM和闪存的成本比较低,许多新的应用程序和用途设计都使用了SSD技术。例如,使用高速缓存I/O加速器(例如来自Gear6公司的产品)可以提升NFS(网络文件系统)的文件服务器的数据访问性能。这反映了一种行业趋势,以及闪存SSD所带来的商业利益。

  在非网络附加存储的情况下,一般来说,通过SSD来手工解决I/O性能问题的方法是使用"热文件"I/O分析工具来跟踪性能瓶颈或那些I/O活动过多的文件,并将这些文件列为需要移动到基于块存储的SSD的候补文件。由于在过去几年人们主要关注如何提升存储利用率,在一些情况下忽视了性能,因此在未来我们将看到存储和IT资源管理工具将会把更多的注意力放在性能上,以帮助使用更高性能的存储层。换句话说,从节约能源转移到提高能源效率。

  有很多厂商曾经进入过SSD领域,其中有Imperial,MTI,通过DEC的昆腾,以及StorageTek等。现在涉足DRAM和基于闪存的固态硬盘、组件或解决方案的厂商包括Bitmicro,Curtis,戴尔,EMC,Gear6,Imation,Mtron,STEC,三星,SanDisk,希捷,SolidData,Ridata,TMS和东芝等。

  对于那些认为HDD现在没有前途的人来说,实际上,就像磁盘出现后,磁带起了辅助作用一样,SSD(DRAM和闪存)实际上将帮助减少加诸于HDD上的性能压力,从而让HDD能够以更为有效和经济的方式进行使用,就像现在磁盘和磁带的关系一样。我认为我们将看到一些厂商开始使用标准的标杆--包括统计过程控制(SPC)、标准性能评估机构(SPEC)、事务处理性能委员会(TPC)和MicrosoftExchange解决方案评估计划(ESRP)等--来作为功能的"指示器",以此来支持他们关于性能和能源的声明。

  但是,要记住,作为功能指标,在对待这些标杆时,我们都应持保留态度,而真正的比较应该是看这些解决方案如何能够稳定地扩展以满足我们的特定需求。我并不准备惊讶,但是我们可能将看到EMC加入到绿色标杆制订的争论中。

  总结一下,20xx年是行业开始准备SSD和基于闪存技术的复苏的一年。20xx年将是关注和早期采用的一年,包括厂商采用和客户的早期部署。20xx年将是更大范围地采用更具能效比的存储技术的一年,这些技术可以用更少的能源做更多的事情,而且还不牺牲性能。


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固态硬盘TCO分析

     固态硬盘(SSD)被誉为几年来最重要的PC创新。但是由于SSD乍看起来很昂贵,因此一些人怀疑它们的企业计算价值,但当你仔细分析总拥有成本(TCO)时,这就变得十分清晰。

  首先,谈一谈企业笔记本中的存储空间问题。由McKinsey & Company 在20xx年进行的一次调查发现,70%左右的企业专业人员在他们的笔记本中只需要60GB或更少的硬盘。随着128GB SSD现在出现在市场上,数量越来越多IT经理考虑将这项技术提供给出差或偶尔在家办公的雇员使用,PC供应商则通过提供更多的配备SSD选件的笔记本做出回应。配备SSD的服务器和桌面机也将随之而来。

  事实上,由于SSD没有运动的零件,极其耐用,几乎不发热,并且比大多数转动的硬盘驱动器具有更好的性能,因此它们迅速赢得世界各地的支持者。

  一旦企业IT经理进行全面的SSD TCO分析(其中,TCO被定义为整个PC产品生命周期发生的费用,不仅考虑购买成本,而且还包括与维护和故障时间相关的费用),对它的更大的兴趣是可期的。

  SSD的价格是硬盘价格的10倍左右,这将令许多IT决策者犹豫不决。但是有很多使用SSD将导致节省费用的领域,包括网络PC,并最终出现在网络服务器中。

  最大的节省可以归结于SSD无与伦比的可靠性。上面提到的McKinsey研究报告估计,44%的公司每年遇到的笔记本硬盘故障率在5%到10%,而另外37%的公司每年遇到10%以上的笔记本硬盘故障。

  从业务流程停顿角度看,这些故障引起的停机时间费用高昂,但这些费用还应当包括当每位拥有发生故障PC的雇员不能工作时损失的时间和产量。例如,一位每小时收费数百美元的咨询师或律师将在几个小时内收回SSD的成本。此外,还存在与用于更换损坏硬盘和恢复丢失的数据的IT资源相关的可观的劳动力成本。另外,SSD不会出现碎片,因此可以避免额外的性能下降和相关的去除碎片的延迟。

  除了可靠性增益外,SSD还带来巨大的性能好处。例如,笔记本PC的引导时间将提高1倍左右,应用启动时间快0.5到2倍。读/写性能可以提高4倍。对于服务器和存储设备,SSD带来的好处取决于应用,但是与高端硬盘驱动器相比,SSD性能增益平均为每秒输入/输出操作提高两倍左右,尤其对于随机读任务。

  由于这些性能增益,一个SSD具备取代4块或更多硬盘的潜力,从而在减少成本的同时提高服务器生产力。应当指出的是,SSD的平均故障时间间隔是200万小时,而一般硬盘的平均故障时间间隔为300,000小时。

  功耗也是IT决策者应当考虑的一个因素。笔记本中的SSD的耗电量比硬盘低30%,从而将便携机电池寿命延长10%左右,并且当应用在企业服务器中时,可以节省大量的电力。此外,SSD不像硬盘那样发热,因而减少了与冷却相关的费用。

  为了在分析过程中帮助决策者,Samsung公司提供了一种笔记本PC TCO计算器。这种工具询问笔记本数量、硬盘故障率、系统平均价格、更换周期、IT服务费用以及其它因素的基本信息,而且如果你没有具体的成本分析数据的话,它提供行业平均值。计算器输出在笔记本中采用SSD的总费用、相关的节省以及笔记本的总TCO。计算器甚至将各种成本和生命期节省转换为图形格式。

  进一步的费用节省可以随着SSD激发开发新的设计而变得切实可行。SSD不存在外形上的限制。它们不必去适应2.5英寸硬盘传统的模型或者甚至硬盘的形状。例如,闪存芯片可以直接安装在主板上,或安装在双列直播内存模型上。

  随着消费电子产品和笔记本创新的进步,SSD将推动探索像新一类“微型、键盘可折叠”笔记本这样的工业设计,甚至企业存储库的新选择。

  今天,SSD成为一种IT购买者不能忽视的考虑因素。


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固态硬盘技术在数据中心应用分析

       对数据中心来说,采用闪存驱动器的好处还包括:相对于磁性配件来说,可信度更高、冷却需求更少,以及对需要随机存取服务器的应用软件来说更高的性能……

       对于笔记本电脑用户,特别经常公务出差的用户,闪存驱动器(flash-memory drive)加长了电池寿命,且使得笔记本更轻、耐受力更强。对数据中心来说,采用闪存驱动器的好处还包括:相对于磁性配件来说,可信度更高、冷却需求更少,以及对需要随机存取服务器的应用软件来说更高的性能。

  迄今为止,数据中心在采用固态盘驱动器的过程中最大的两个障碍是价格和容量。硬盘驱动器价格便宜很多,同时可存储更大量的信息。比如,据IDC的消息,一个基于服务器的硬盘驱动器价格大约是每gigabyte一美元或者两美元,而固态盘驱动器的价格大约在每gigabyte 15美元到90美元。

  容量也不可同日而语。三星的SSD驱动器的存储量仅为64GB,尽管公司计划明年发布一款新的128GB产品。同时,日立公司美国分部将1TB节能型硬盘驱动器价格定为399美元,目的是扩大产品在服务器上的配置。

  企业战略集团有限公司的分析师Mark D. Peters解释说这一固态技术已经研制了很多年,但是直到现在,对企业经理来说,在价格和性能方面仍不是最佳选择。他说,这一局面即将改变,因为对于固态盘驱动器,每秒输入/输出操作方面的益处是不容忽视的。这些益处包括固态盘没有移动的组成部分,因此寿命更长,运行速度更快,并且比硬盘驱动器更节能。

  同时当前固态盘驱动器价格下降也很快。根据三星公司提供的信息,当前电子产品制造业的趋势是此类产品价格每年下降40%到50%。

  现在已经出现了硬盘驱动器和固态盘驱动器两种产品相结合的驱动产品,例如三星公司的ReadyDrives——这一产品同时采用了固态驱动器和硬件驱动器技术。Peters引用了IBM最近关于BladeCenter服务器(采用了固态盘驱动器)的公告,“现在是采用固态驱动器的时机了,这一产品将是您的最佳选择。”

  IDC公司的分析师Jeff Janukowicz赞同上述论调,“价格的迅速下降,伴随着容量的提高,这都将使固态盘驱动器逐渐成为数据中心中硬盘驱动器的替代品。”

  两个例子说明了固态盘驱动器如何处理高性能计算中长期存在的吞吐量问题,一些业内观察者相信,这两个实例显示出固态盘驱动技术可能会在20xx年发起新的攻势。

  一、固态硬盘在斯坦福线性加速器中心的应用

  在这一研究中心,固态盘驱动器被用于当今一些数据最密集的工作。斯坦福线性加速器中心采用了粒子加速器来进行研究,包括早期的宇宙反物质和自闭症的神经元细胞问题。

  数据量非常大,以petabyte计,同时实验室采用了五千个处理器核的集束。尽管是这样,这一离散数据集(通常是仅仅100个到3000比特的信息)也被几百个研究者进行了分析。同时,科学家也逐渐开始进行每秒数以千计的数据查询,存取速度为每秒几百万数据块。

  SLAC的计算主管Richard Mount解释说,对于这些研究数据,响应时间不是受处理器数目或网络带宽的限制,而主要是受磁盘存取时间的限制。“闪存是硬盘存储器存储速度的几千倍。硬盘的随机存取速度被限制在每秒大约2000次。当存取上千字节的数据块时,这意味着一个磁盘仅可采用每秒1/50 gigabit的网络连接,以及比一个普通计算机中心网络交换机容量的1/100,000还小的容量。

  这一限制被转化成被实验室所称的“被撇出的数据集”,换句话说,就是预先安装至少一个研究者所需的相关数据集。Mount说,“这样对于现有数据集,就不需要再等待,但是如果有人需要数据集中不存在的数据,则需要等待整个产品周期,这大概是每四到六个月一次。”

  为了帮助研究者以更特别的方式接收数据,闪存或许仅是一个设备。“我们并不迷信flash,但是我们可以构建价格合理、响应时间大约为25ms的基于flash的存储器,我们现在已经开始进行这项工作。”

  Mount解释说,SLAC开发了自身的基于SSD的系统,现在这一产品已经进入最终调试阶段。

  “这一产品的第一个版本将提供大约2TB的存储量,但是仅通过购买flash芯片,我们可以轻松地将这一存储量提高到5TB或者10TB。”尽管他估计将花费更多。这一2TB的版本仅是作为测试和研发阶段的产品。

  最终,目标是将SSD技术作为所有粒子加速器研究项目的一个缓存,这就使得科学家可以在任何时间获得任意数据库的数据。IDC公司的Janukowicz补充说,“通过确保输入/输出性能与其他应用软件系统的平衡,SSD协助实现了整个系统的高效。”基于闪存的SSD特点使得其成为高IOPS读取密集型应用软件的替代品。SSD没有机械延时,同时其随机读入性能很高。因此,有了SSD,读取数据的时间是同步的,并且在不考虑储存数据的设备的情况下,所需时间非常短。


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固态硬盘技术在数据中心应用分析

二、考虑在西北太平洋国家实验室采用SSD产品

  在西北太平洋国家实验室,固态硬盘技术可以缓解超级计算机的瓶颈效应。在实验室中,专家们进行保持写入速度为每秒80Gbit以及读取速度为每秒136Gbit的测试。然而,一个或两个速度慢的硬盘驱动器将会使整个系统的性能减退。

  西北太平洋国家实验室的一个高级研究人员Robert Farber说,“固态设备(比如flash驱动器)可以采用一个RAID条带化技术以达到高流动带宽,就像硬盘驱动器一样,而同时保持随机存取的低响应时间。这是一项令人振奋的技术结合。”

  实验室尚未转而采用固态技术。但是Farber说真正的争论在于:对于有限范围搜索的应用软件来说,低响应时间的存取是否可以缓解计算带宽的压力。这不仅仅是一个价格容量比的问题。他说,“这也是一个消费者需要承受多少额外费用的问题,因为动力供给、存储容量以及物理空间都与之前的磁性媒介环境有着很大区别。”

  在西北太平洋实验室,他们最新超级计算机响应时间的目标是每秒25Mbit。这几乎可以管理NWChem科学软件运算此类的数据密集环境。实验室新环境的微科学设备包括一个新的超级计算机——理论上浮点性能的峰值是163 teraflop。同时,在斯坦福实验室,磁盘速度是一个关键的因素,因此固态技术是解决实验室瓶颈的关键。

  Farber所期望的一项突破是在不远的将来,操作系统将改变其分级存储体系以进行SSD直接存取,将这一技术转化为大存储量硬盘驱动器的替换。

  SSD对很多用户来说是一个补充技术而非技术更新

  问题仍在存在:什么时候SSD才能真正对企业造成影响?有些人说数据中心的SSD采用才刚刚起步,尽管笔记本电脑,如戴尔XPS M1330已经配置三星64GB SSD产品。Alienware也在其桌面电脑的配置中提供了64GB的选择。同时SSD也有着广阔的市场前景,尽管科研人员需要的是高速度以进行蛋白质的研究,而零售商可能需要的是更快的电子收款机系统。

  Violin Memory有限公司是业内一家被关注的公司。这一公司的以Terabyte计的存储设备给序列存取和随机存取提供了每秒超过1Gbit的存取速度。SLAC公司的Mount说,他测试了Violin公司基于DRAM样本设备,而Violin公司即将发布的基于flash的存储系统貌似和SLAC公司的应用软件很相配。

  Violin公司的一个发言人解释说公司计算的两大瓶颈是网速和存储系统的IOPS。他说,当前,序列操作的磁盘运行速度大约为每秒100Mbit,但是对于随机存取量为4k的数据块来说,速度每秒仅为1Mbit。

  Janukowicz补充说,“在某些情况下,最小的存储容量需求很适合SSD。同时,高性能的应用软件,IOPS metric可以通过硬盘驱动器来支持SSD。”然而,即使有着这些好处,他说“IDC公司的调查显示SSD仍未完全取代服务器中的硬盘驱动器。SSD的确有着性能优势,并且是一个“绿色”解决方案。然而,有很多应用软件需要由硬件驱动器提供的存储容量。

  企业战略集团公司的Peters说这一吞吐量需求将引发硬盘驱动器逐渐转向固态技术,但是仍需要时间。他说,“从一项技术完全转到另一项技术对数据中心来说是很少见的。”


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SSD驱动器比拼传统硬盘

       将闪存引入笔记本早就不是什么新点子了,但是碍于高昂的价格,这个想法一直未能大规模的实现……

  将闪存引入笔记本早就不是什么新点子了,但是碍于高昂的价格,这个想法一直未能大规模的实现。但是,现在情况大不同了。随着闪存SSD驱动器的大规模持续降价,将之作为笔记本的主要储存器已经不再是一种幻想了。

  而且SSD驱动器的优点也是毋庸置疑的,80GB的SSD驱动器只有59克重,装备这些驱动器的笔记本现在已经可以从Dell,富士,以及东芝那买到了。但是消费者为这点重量就付出多余的钱,值得么?最关键的还是性能,不是么?

  在一项对比测试中,SSD与传统驱动器相比,并没有特别的优势,性能相差不大。SSD驱动器只是在随机查找某一文件时表现出了明显的强势。

  而且大多数人所期待的,SSD驱动器将为笔记本带来更长的使用时间这个幻想,也破灭了。在我们的测试中,使用SSD驱动器的笔记本只比使用传统硬盘的笔记本多了3分钟使用时间。

  当然,不能仅仅从数字来说明SSD的好处。采用SSD将减少笔记本内部的可移动部件,从而增强笔记本的可移动性和稳定性。而且SSD产生的热量和硬盘相比也少了很多,电磁污染也更小。

  因此,就长远的看来,SSD Inside在未来会是你不错的一个选择。

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