“關(guān)于閃存、SSD方面的技術(shù)，

包括性能、壽命等我之前寫過一些。

這次想站在行業(yè)的角度寫個點評，

目標(biāo)先面向企業(yè)存儲中SAS接口的SSD。”

雙端口SCSI協(xié)議是SAS最顯著的特點之一，如果用于普通服務(wù)器上與SATA相比沒有太大優(yōu)勢。所以SAS SSD最主要的市場就是雙控/多控存儲陣列，而一線廠商的存儲系統(tǒng)為了兼容性等原因都要求使用“原廠”盤(這里是指寫入了陣列廠商定制版本的固件或代碼)。SAS SSD走渠道零售相對較少，組件廠商的公開宣傳也就不太多，沒有企業(yè)級NVMe/PCIe Flash感覺那么火。這個領(lǐng)域有幾家主要廠商?它們各自的產(chǎn)品又有哪些特點呢?

SSD第一要素

NAND閃存與固態(tài)盤市場統(tǒng)計

與硬盤依賴盤片、磁頭來存儲數(shù)據(jù)不同的是，現(xiàn)在主流的SSD都使用NAND閃存做為存儲介質(zhì)，包括密度、性能、壽命，乃至供貨和成本等都與閃存顆粒的配置息息相關(guān)。在對質(zhì)量、可靠性要求較高的企業(yè)級市場，NAND Flash廠商自家推出的SSD有著先天優(yōu)勢。

 

上面圖表是2016年全球NAND閃存市場的統(tǒng)計數(shù)字。其中三星以36%份額位居第一，排在第二、三的東芝和西部數(shù)據(jù)/SanDisk之間有著聯(lián)盟的關(guān)系。我們知道東芝與SanDisk合資建立過晶圓廠、并共享一些閃存專利，而后者被WD并購。

接下來的美光、SK Hynix在企業(yè)級SSD品牌方面較弱一些;Intel基本上不賣閃存顆粒，通過與Micron的IMFT聯(lián)盟獲得穩(wěn)定的Flash供應(yīng)。Intel的企業(yè)級SATA和PCIe SSD產(chǎn)品做的比較成功，但一直沒有推出自有品牌的SAS接口SSD，而是選擇在這方面與HGST(WD)合作。

 

 

為了提高密度、降低成本，NAND閃存制造也在不斷改進(jìn)工藝。當(dāng)制程發(fā)展到15nm以下NAND的P/E Cycle即擦寫壽命下得比較厲害，這種情況下大家紛紛研發(fā)出多層堆疊的3D NAND來保持容量提升。三星在這方面做的最早，目前主流是32-48層，并且?guī)状髲S商已經(jīng)掌握了64-72層3D NAND技術(shù)。

因此，盡管短期內(nèi)我們看到有一些閃存價格上漲的跡象，但從長遠(yuǎn)來看半導(dǎo)體產(chǎn)品還是會越來越便宜的。

 

 

這個圖表引用自Trendfocus, Inc.的全球SSD供應(yīng)商市場份額(出貨數(shù)量)。三星由于規(guī)模成本效益，在OEM業(yè)務(wù)方面的表現(xiàn)更好;WDC的15.5%中包含HGST品牌的企業(yè)級和SanDisk的消費級SSD;東芝雖然收購了OCZ，但我認(rèn)為其強(qiáng)項更多在于SAS、SATA接口的企業(yè)級SSD;Intel的情況我們前面談過，Micron和余下幾個品牌目前主要集中在消費級SSD業(yè)務(wù)上。

 

三星

大容量點憑借閃存優(yōu)勢

 

 

7年前的全閃存陣列——在Dell EqualLogic PS6000S中使用的三星50GB SLC SATA SSD

(通過轉(zhuǎn)接板實現(xiàn)SAS雙端口)

除了閃存顆粒之外，SSD的技術(shù)含量還集中在控制器和Firmware固件算法上。三星對自家的NAND控制肯定是最了解，不過對于SAS主機(jī)接口而言，他們在HDD硬盤時代并沒有積累這方面的經(jīng)驗。多年前三星將機(jī)械硬盤業(yè)務(wù)出售給希捷，其中還有閃存方面的合作條款，SAS接口技術(shù)的掌握可能與此有關(guān)。

 

 

PM1633a是一款典型的讀密集型SAS SSD，應(yīng)該是業(yè)內(nèi)第一個達(dá)到15.36TB容量的2.5英寸固態(tài)盤，得益于業(yè)內(nèi)率先使用3D TLC閃存，在一段時間內(nèi)幾乎沒人能跟他們拼價格。PM1633a系列的寫壽命為5年DWPD=1，即每天一次全盤容量寫入可使用5年。

推薦閱讀：《存儲極客談“如何繞開一堆復(fù)雜技術(shù)參數(shù)評估SSD壽命”》

除了PM1633之外，三星還有寫壽命/性能更好的1635和1637系列SAS SSD，估計是只針對OEM和大客戶的原因，這些在官網(wǎng)上都看不到。

WD/HGST

Intel合作+多次收購龐大陣容

 

 

上圖是HGST在2010年發(fā)布的第一代SAS SSD，從那時開始就使用合作伙伴Intel的控制器。在Ultrastar SSD產(chǎn)品家族中，閃存及相關(guān)技術(shù)主要來自Intel，而SAS接口部分經(jīng)驗則來自于HGST發(fā)展多年的SAS/SCSI企業(yè)級硬盤(收購自IBM)。

除了Ultrastar之外，WD/HGST還曾收購在SAS SSD領(lǐng)域“掘到第一桶金”的sTec，未來這個產(chǎn)品線應(yīng)該不會再單獨存在。而去年收購SanDisk則進(jìn)一步豐富了他們的SAS SSD產(chǎn)品家族，包括之前被SanDisk收購的Pliant Lighting系列和偏低端的SMART Optimus系列。WD的內(nèi)心或許也有無奈：“其實我們要的是閃存啊…”

 

 

僅供參考

本文無意橫向?qū)Ρ葞准覐S商的SAS SSD規(guī)格，上表中的型號不都是最新一代的產(chǎn)品，右邊兩個系列為市場保有量較大的成熟產(chǎn)品。我們知道存儲陣列廠商的OEM認(rèn)證周期較長，因此像不久前推出的SS200系列(如下圖)應(yīng)該還需要一段時間成為主流。

關(guān)于DWPD，我建議大家可以減少對每天25次全盤寫入SSD的關(guān)注。品質(zhì)好的MLC閃存配合較大OP(超量配置)也可達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，但問題是成本，如果DWPD=25的800GB型號定價與DWPD=10的1600GB差不多，我想絕大多數(shù)人都會選擇后面一種吧?由于SSD可以拿容量來換壽命，1600GB要是只限制使用800GB其生命周期寫入總量還能提高。

 

 

新一代Ultrastar SS200從外觀上看是SanDisk的風(fēng)格，而它使用的NAND也是SanDisk 15nm技術(shù)。

東芝

NAND閃存+SAS硬盤先天優(yōu)勢

 

東芝在NAND閃存制造商方面的地位，我們前面介紹過了，而他們同時還是一家硬盤廠商，其企業(yè)級10K、15K SAS硬盤并購自富士通。根據(jù)國際數(shù)據(jù)信息(IDC)日前發(fā)布的兩份報告-「2016年第4季全球固態(tài)儲存系統(tǒng)最新數(shù)據(jù)」和「2016年第4季全球硬盤出貨量和最新預(yù)測」數(shù)據(jù)指出，TOSHIBA除了是去年唯一總營收成長的硬盤供貨商，也是唯一所有產(chǎn)品類別，包括行動硬盤、桌上型硬盤、效能優(yōu)化企業(yè)級硬盤以及容量優(yōu)化企業(yè)級硬盤營收市占率皆同步成長的硬盤供貨商。此外，TOSHIBA的固態(tài)硬盤也有著大幅成長的表現(xiàn)，去年營收幅度增加高達(dá)114%，市占率也提高到第四名。

如果從SAS SSD廠商分類來看，大體分為3類——第一類如三星，在自身強(qiáng)大的閃存制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展SAS“盤”;第二類如WD/HGST，其SAS接口技術(shù)源于硬盤，又通過收購SanDisk(Pliant、SMART)、sTec來補(bǔ)強(qiáng)控制器、閃存算法等;第三類就是東芝，先天具備閃存、SAS接口兩方面的基礎(chǔ)。

 

 

 

東芝SAS SSD低調(diào)地主攻OEM市場，

其發(fā)展歷史也不短了。

 

 

 

 

閃存陣列

對SAS SSD的選擇

歷經(jīng)一系列并購之后，較大的SAS SSD供應(yīng)商主要就是這3家了。參考我在《存儲極客：SPC-1負(fù)載分析與AFA壽命評估》一文中對全閃存陣列的分析，在存儲系統(tǒng)中平均每個SAS SSD能發(fā)揮出2萬左右的主機(jī)訪問IOPS就算不錯了(混合讀寫)。因為其中有RAID、數(shù)據(jù)服務(wù)等軟件功能的開銷，實際上我覺得SAS SSD本身的性能數(shù)字并沒有NVMe/PCIe和SATA SSD那樣重要，而幾家供應(yīng)商的指標(biāo)也在大致接近的水平上。

至于SAS SSD的技術(shù)門檻，對這三家以外的許多廠商應(yīng)該還比較高，而進(jìn)到這個圈子里面后我覺得更多在于堅持。除了維持研發(fā)定期更新產(chǎn)品之外，企業(yè)級產(chǎn)品對兼容性、可靠性(穩(wěn)定)比較在意。SSD不像硬盤有活動組件，故障率相對更好控制，在震動/沖擊測試方面也能省不少精力。

對于陣列廠商來說，同時保持2-3家供應(yīng)商是有必要的，否則遇到缺貨或者價格異動時會比較麻煩?？赡軙信笥严氲?，服務(wù)器/PC上的Intel CPU不符合這個原則，那是因為接近壟斷的市場份額，以及主板平臺的不通用性。

 

 

對于最終用戶而言，關(guān)注點可以集中到2處：容量、DWPD(寫壽命)，后者同時還關(guān)聯(lián)著隨機(jī)寫性能。

如何更好地使用SSD

成本、性能、壽命

雖然SSD單盤容量越來越大，實際能夠觸及寫入壽命限制的用戶又寥寥無幾，但為了以防萬一，存儲系統(tǒng)還是需要有個監(jiān)控、預(yù)警SSD耐久程度/健康狀況的功能。

 

 

上圖引用自Dell SC陣列管理界面，RI(讀密集型)、MU(混合用途)和WI(寫密集型)被分在不同的“磁盤文件夾”(存儲層)內(nèi)。

 

 

 

寫密集型SSD容量有限價格較高，讀密集型SSD寫壽命/性能又相對較低，有沒有辦法讓它們各自發(fā)揮最大價值呢?上圖就是一種跨不同等級SSD自動分層存儲的方案，所有寫操作都進(jìn)入WI SSD分層，結(jié)合RAID 10保持最好的性能;數(shù)據(jù)塊定期自動遷移到大容量的RI SSD分層，這里只響應(yīng)來自主機(jī)的讀操作，所以可以用讀性能同樣優(yōu)秀的RAID 5/6來獲得更高的容量利用率。

其結(jié)果就是以接近RI SSD的價格提供WI SSD的性能，同時發(fā)揮了WI SSD的寫耐久度優(yōu)勢和RI SSD的容量優(yōu)勢。

 

 

最后再來談?wù)凷SD的質(zhì)保。SSD廠商會有一個寫入總量的計數(shù)器，如果用戶在保修年限內(nèi)磨損超標(biāo)同樣不予保修。

而有的存儲系統(tǒng)廠商則提供了更高的附加值——只要陣列整機(jī)在質(zhì)保期內(nèi)，故障的SSD不論寫入容量均予以更換、終生保修。

敢承諾這一點，除了我們前面講到的技術(shù)因素之外，還有存儲顧問在售前了解項目需求、推薦合理配置產(chǎn)生的價值。總之，多了這個保障還是讓用戶更加放心。