固態(tài)存儲(chǔ)不僅僅改變著存儲(chǔ)工業(yè)，這種技術(shù)正在影響著整個(gè)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。我們已經(jīng)看到閃存已經(jīng)完全改變了消費(fèi)電子領(lǐng)域，在幾乎每一個(gè)類(lèi)別的消費(fèi)電子設(shè)備取代旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。

這種熱情同樣正在向數(shù)據(jù)中心延伸。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、系統(tǒng)管理員和應(yīng)用系統(tǒng)的所有者已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到固態(tài)存儲(chǔ)和它所帶來(lái)的好處。他們看到了固態(tài)存儲(chǔ)在性能和能耗方面的優(yōu)勢(shì)，但在支持企業(yè)級(jí)應(yīng)用的耐久性上仍抱有疑慮。然而，存儲(chǔ)工業(yè)正在提出新的閃存控制器，這種控制器能夠提升廉價(jià)閃存介質(zhì)的使用壽命和性能，以便在企業(yè)級(jí)應(yīng)用環(huán)境中替代昂貴的企業(yè)級(jí)閃存介質(zhì)。

SSD的最佳應(yīng)用方式

固態(tài)硬盤(pán)（SSD）提供了一種替代傳統(tǒng)硬盤(pán)（HDD）的可行的、更快的解決方案。選擇合適存儲(chǔ)的第一步，就是要明確應(yīng)用程序的存儲(chǔ)性能需求。這個(gè)需求將會(huì)決定是固態(tài)存儲(chǔ)還是傳統(tǒng)的硬盤(pán)存儲(chǔ)是更加適合、更加的劃算的解決方案。

我們從相對(duì)簡(jiǎn)單的例子入手，逐步延伸到復(fù)雜的情況。SSD已經(jīng)涉足的一塊領(lǐng)域是數(shù)據(jù)中心的筆記本電腦。筆記本電腦的SSD可以提供快速的啟動(dòng)和全面的性能，并且能夠顯著增加電池待機(jī)時(shí)間，因?yàn)閮?nèi)置的SSD所消耗的電能非常小。一些應(yīng)用程序，像字處理、大圖像文檔、宏表格、數(shù)據(jù)庫(kù)以及視頻等，在使用了SSD的情況下，其響應(yīng)速度非常快。筆記本之間的文件復(fù)制速度也非常快。所以，使用固態(tài)硬盤(pán)的效果不僅僅體現(xiàn)在應(yīng)用程序的性能提升上。

用在臺(tái)式PC機(jī)上也可以獲得同樣的好處。例如，使用固態(tài)存儲(chǔ)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，是一種相當(dāng)容易且廉價(jià)的提升性能的方式。在臺(tái)式計(jì)算機(jī)上用SSD作為啟動(dòng)盤(pán)，通過(guò)I/O的加速，可以擴(kuò)展一臺(tái)舊機(jī)器的使用壽命。這對(duì)舊的筆記本電腦也適用，只要你有合適的SSD接口。

加速數(shù)據(jù)庫(kù)的操作

任何需要提升性能或降低存儲(chǔ)訪問(wèn)延時(shí)的應(yīng)用程序，都是一個(gè)使用固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)的好場(chǎng)合。例如，許多數(shù)據(jù)庫(kù)操作事實(shí)上都是一組由許多小的請(qǐng)求組成的組合，像表掃描和查詢(xún)操作，這些請(qǐng)求會(huì)按順序執(zhí)行，一個(gè)請(qǐng)求的輸出結(jié)果是另一個(gè)請(qǐng)求的輸入。最終結(jié)果會(huì)在所有的請(qǐng)求都完成后返回給應(yīng)用程序。在這種情況下，固態(tài)存儲(chǔ)的使用會(huì)顯著減少延時(shí)（更快的周轉(zhuǎn)），給應(yīng)用程序帶來(lái)巨大的不同的整體性能和用戶(hù)感受。

最好的企業(yè)級(jí)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器對(duì)于每個(gè)請(qǐng)求的平均尋道時(shí)間約為2毫秒，而且由于數(shù)據(jù)保護(hù)的原因，并不是每個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)都會(huì)使用高速緩存的。所以，即使可以獲得和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器相同的性能，使用SSD會(huì)提供更好的整體延時(shí)，因?yàn)樗鼈兏緵](méi)有尋道時(shí)間。設(shè)想在運(yùn)行大批量數(shù)據(jù)庫(kù)交易的情況下，每個(gè)I/O都遇到企業(yè)級(jí)硬盤(pán)的尋道延遲；再想象一下，同樣大批量復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，沒(méi)有尋道延遲，更快的存儲(chǔ)設(shè)備，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這就是為什么SSD在用于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用時(shí)是如此之好。

SSD分層

由固體存儲(chǔ)技術(shù)獲得的性能，并不局限于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用。這就是為什么我們看到了緩存和分層解決方案需求的增加。大多數(shù)服務(wù)器——無(wú)論是單獨(dú)的還是集群的——都因?yàn)橛写罅康膽?yīng)用作業(yè)而壓力很大，每臺(tái)服務(wù)器都有不同的繁忙時(shí)間和空閑時(shí)間。如果你把所有數(shù)據(jù)都放在固態(tài)存儲(chǔ)上，那你就不需要考慮緩存和分層技術(shù)了；但如果你的數(shù)據(jù)中心，就像大多數(shù)數(shù)據(jù)中心一樣，大部分當(dāng)前應(yīng)用的數(shù)據(jù)都保存在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上，就應(yīng)該考慮這種技術(shù)。

利用SSD分層技術(shù)，用戶(hù)可以決定什么時(shí)候什么數(shù)據(jù)放置在固態(tài)硬盤(pán)上。分層可以手工執(zhí)行，也可以借助主機(jī)或存儲(chǔ)控制器上的自動(dòng)分層軟件執(zhí)行。分層技術(shù)會(huì)在合適的時(shí)間把特定的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)遷移到SSD層，同時(shí)，在合適的時(shí)間再把它們遷移回低速的磁盤(pán)層。如果分層是手工執(zhí)行的，那么管理員必須不停地觀察I/O活動(dòng)，以決定何時(shí)遷移哪幾個(gè)文件或數(shù)據(jù)。你不得不人工跟蹤你系統(tǒng)中每個(gè)文件的訪問(wèn)頻率，從而根據(jù)這些訪問(wèn)確定何時(shí)把這些數(shù)據(jù)遷入遷出SSD層。對(duì)于各種不同規(guī)模的系統(tǒng)，手工執(zhí)行幾乎是不可能完成的任務(wù)，這就需要自動(dòng)分層軟件了。利用自動(dòng)分層軟件，文件和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)情況會(huì)被自動(dòng)地跟蹤，數(shù)據(jù)遷移按照用戶(hù)定義的策略，在預(yù)定的時(shí)間執(zhí)行。分層技術(shù)的采用，使那些數(shù)據(jù)已經(jīng)遷移到較快層級(jí)的應(yīng)用受益，且性能的提升是立即而顯著的。如果你有多個(gè)應(yīng)用，需要提升性能，而卻無(wú)法抉擇（或者沒(méi)有時(shí)間去檢驗(yàn)，哪些應(yīng)用需要提升性能），自動(dòng)分層解決方案是一個(gè)好的選擇。如果你只有一個(gè)應(yīng)用希望從分層技術(shù)中受益，你就不需要自動(dòng)分層軟件了。而大部分擁有幾十、上百甚至是上千應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心都可利用這種技術(shù)獲得更高的性能。

固態(tài)緩存技術(shù)

另外一種技術(shù)叫做SSD緩存技術(shù)。數(shù)據(jù)緩存到SSD中是由主機(jī)軟件或存儲(chǔ)控制器決定的，這種技術(shù)會(huì)把數(shù)據(jù)復(fù)制一份到SSD緩存中，無(wú)需從用戶(hù)和應(yīng)用軟件所確定的原始位置遷移數(shù)據(jù)。緩存技術(shù)非常容易管理，因?yàn)樗械臎Q定都是由緩存軟件或控制器做出的。緩存技術(shù)把熱點(diǎn)數(shù)據(jù)調(diào)入緩存進(jìn)行訪問(wèn)以加速應(yīng)用程序的訪問(wèn)，性能隨著更多的數(shù)據(jù)進(jìn)入緩存而逐漸得以提升。我們把這種逐步的性能提升叫做“熱身”或者“爬升”，其發(fā)生會(huì)持續(xù)幾分鐘或數(shù)小時(shí)，這依賴(lài)于設(shè)備和I/O操作的數(shù)量。根據(jù)設(shè)備的不同，緩存的數(shù)據(jù)可以使只讀的或讀寫(xiě)均可的。SSD緩存技術(shù)沿用了很多與內(nèi)存緩存技術(shù)，甚至是處理器內(nèi)部緩存技術(shù)相同的緩存算法。某些SSD緩存解決方案不僅僅緩存那些明顯的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，而且還會(huì)預(yù)先獲取其臨近數(shù)據(jù)，緩存軟件認(rèn)為按照其I/O模式，這部分?jǐn)?shù)據(jù)也會(huì)變成熱點(diǎn)。大部分緩存解決方案讓管理員決定哪些文件或卷能夠進(jìn)入緩存使性能提升，所以你可以排除某些特定的數(shù)據(jù)以防止其阻塞緩存。如果你認(rèn)為大部分或者所有的應(yīng)用程序都能得到性能的提升，你就應(yīng)該考慮使用SSD緩存技術(shù)了。

利用分層和緩存技術(shù)，SSD能夠使更多容量得到性能的提升。對(duì)于這兩種方案，你必須計(jì)算出需要多少的SSD容量。在多數(shù)情況下，認(rèn)為只需要總磁盤(pán)存儲(chǔ)空間的3%或至多10%的SSD容量既可獲得性能的顯著提升。

SSD的數(shù)據(jù)壓縮

壓縮技術(shù)是另外一個(gè)因?yàn)楣虘B(tài)存儲(chǔ)技術(shù)獲得新面貌的話(huà)題。因?yàn)镾SD技術(shù)通常比傳統(tǒng)硬盤(pán)技術(shù)更加昂貴，在只關(guān)注每GB的價(jià)格的情況下，提升SSD技術(shù)所帶來(lái)的效益的一種方式就是在把數(shù)據(jù)存放到SSD之前進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，因此而消耗更少的SSD寶貴的空間資源。目前，隨著處理器性能的提升，花費(fèi)一些額外的CPU處理能力進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，然后再存儲(chǔ)在較快速的存儲(chǔ)設(shè)備，從而使得整個(gè)性能的提升。這就需要考慮壓縮是發(fā)生在主機(jī)上還是發(fā)生在存儲(chǔ)系統(tǒng)上。某些存儲(chǔ)已經(jīng)能夠進(jìn)行壓縮了，數(shù)據(jù)在進(jìn)入存儲(chǔ)系統(tǒng)的時(shí)候立刻進(jìn)行壓縮處理，所有的緩存、SSD或磁盤(pán)設(shè)備只能看到壓縮后的數(shù)據(jù)，這樣就可以占用更少的容量了。

另外一個(gè)解決方案，上面已經(jīng)提及，就是全閃存陣列。這將變得更加普遍，大的存儲(chǔ)廠商去年開(kāi)始跟進(jìn)由一些初創(chuàng)公司所引導(dǎo)的趨勢(shì)。我們完全可以期望看到從大的存儲(chǔ)廠商在今年發(fā)布其閃存陣列。很可能在不久的將來(lái)，全閃存陣列會(huì)具有現(xiàn)在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)相同的先進(jìn)功能，包括像自動(dòng)精簡(jiǎn)配置，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除和更多的東西。