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固態(tài)存儲已經(jīng)給數(shù)據(jù)存儲環(huán)境帶來了許多改變，同時也打亂了我們已經(jīng)實現(xiàn)了的存儲運營的方法。固態(tài)已經(jīng)重新喚醒了業(yè)界對于自動分層、緩存應用程序和數(shù)據(jù)壓縮的興趣，同時還能提供高性能持久的存儲系統(tǒng)。

    固態(tài)存儲不僅僅改變著存儲工業(yè)，這種技術(shù)正在影響著整個計算機領域。我們已經(jīng)看到閃存已經(jīng)完全改變了消費電子領域，在幾乎每一個類別的消費電子設備取代旋轉(zhuǎn)磁盤驅(qū)動器。

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

    SSD的最佳應用方式

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

    我們從相對簡單的例子入手，逐步延伸到復雜的情況。SSD已經(jīng)涉足的一塊領域是數(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和全面的性能，并且能夠顯著增加電池待機時間，因為內(nèi)置的SSD所消耗的電能非常小。一些應用程序，像字處理、大圖像文檔、宏表格、數(shù)據(jù)庫以及視頻等，在使用了SSD的情況下，其響應速度非常快。筆記本之間的文件復制速度也非常快。所以，使用固態(tài)硬盤的效果不僅僅體現(xiàn)在應用程序的性能提升上。

    用在臺式PC機上也可以獲得同樣的好處。例如，使用固態(tài)存儲啟動計算機，是一種相當容易且廉價的提升性能的方式。在臺式計算機上用SSD作為啟動盤，通過I/O的加速，可以擴展一臺舊機器的使用壽命。這對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)庫的操作

    任何需要提升性能或降低存儲訪問延時的應用程序，都是一個使用固態(tài)存儲技術(shù)的好場合。例如，許多數(shù)據(jù)庫操作事實上都是一組由許多小的請求組成的組合，像表掃描和查詢操作，這些請求會按順序執(zhí)行，一個請求的輸出結(jié)果是另一個請求的輸入。最終結(jié)果會在所有的請求都完成后返回給應用程序。在這種情況下，固態(tài)存儲的使用會顯著減少延時（更快的周轉(zhuǎn)），給應用程序帶來巨大的不同的整體性能和用戶感受。

    最好的企業(yè)級硬盤驅(qū)動器對于每個請求的平均尋道時間約為2毫秒，而且由于數(shù)據(jù)保護的原因，并不是每個存儲系統(tǒng)都會使用高速緩存的。所以，即使可以獲得和硬盤驅(qū)動器相同的性能，使用SSD會提供更好的整體延時，因為它們根本沒有尋道時間。設想在運行大批量數(shù)據(jù)庫交易的情況下，每個I/O都遇到企業(yè)級硬盤的尋道延遲；再想象一下，同樣大批量復雜的數(shù)據(jù)庫操作，沒有尋道延遲，更快的存儲設備，你會發(fā)現(xiàn)這就是為什么SSD在用于數(shù)據(jù)庫應用時是如此之好。

    SSD分層

    由固體存儲技術(shù)獲得的性能，并不局限于數(shù)據(jù)庫應用。

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)服務器無論是單獨的還是集群的都因為有大量的應用作業(yè)而壓力很大，每臺服務器都有不同的繁忙時間和空閑時間。如果你把所有數(shù)據(jù)都放在固態(tài)存儲上，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，大部分當前應用的數(shù)據(jù)都保存在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)硬盤驅(qū)動器上，就應該考慮這種技術(shù)。

    利用SSD分層技術(shù)，用戶可以決定什么時候什么數(shù)據(jù)放置在固態(tài)硬盤上。分層可以手工執(zhí)行，也可以借助主機或存儲控制器上的自動分層軟件執(zhí)行。分層技術(shù)會在合適的時間把特定的熱點數(shù)據(jù)遷移到SSD層，同時，在合適的時間再把它們遷移回低速的磁盤層。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，以決定何時遷移哪幾個文件或數(shù)據(jù)。你不得不人工跟蹤你系統(tǒng)中每個文件的訪問頻率，從而根據(jù)這些訪問確定何時把這些數(shù)據(jù)遷入遷出SSD層。對于各種不同規(guī)模的系統(tǒng)，手工執(zhí)行幾乎是不可能完成的任務，這就需要自動分層軟件了。利用自動分層軟件，文件和數(shù)據(jù)的訪問情況會被自動地跟蹤，數(shù)據(jù)遷移按照用戶定義的策略，在預定的時間執(zhí)行。分層技術(shù)的采用，使那些數(shù)據(jù)已經(jīng)遷移到較快層級的應用受益，且性能的提升是立即而顯著的。如果你有多個應用，需要提升性能，而卻無法抉擇（或者沒有時間去檢驗，哪些應用需要提升性能），自動分層解決方案是一個好的選擇。如果你只有一個應用希望從分層技術(shù)中受益，你就不需要自動分層軟件了。而大部分擁有幾十、上百甚至是上千應用系統(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中是由主機軟件或存儲控制器決定的，這種技術(shù)會把數(shù)據(jù)復制一份到SSD緩存中，無需從用戶和應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，因為所有的決定都是由緩存軟件或控制器做出的。緩存技術(shù)把熱點數(shù)據(jù)調(diào)入緩存進行訪問以加速應用程序的訪問，性能隨著更多的數(shù)據(jù)進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)生會持續(xù)幾分鐘或數(shù)小時，這依賴于設備和I/O操作的數(shù)量。根據(jù)設備的不同，緩存的數(shù)據(jù)可以使只讀的或讀寫均可的。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數(shù)據(jù)，而且還會預先獲取其臨近數(shù)據(jù)，緩存軟件認為按照其I/O模式，這部分數(shù)據(jù)也會變成熱點。大部分緩存解決方案讓管理員決定哪些文件或卷能夠進入緩存使性能提升，所以你可以排除某些特定的數(shù)據(jù)以防止其阻塞緩存。如果你認為大部分或者所有的應用程序都能得到性能的提升，你就應該考慮使用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。對于這兩種方案，你必須計算出需要多少的SSD容量。在多數(shù)情況下，認為只需要總磁盤存儲空間的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)是另外一個因為固態(tài)存儲技術(shù)獲得新面貌的話題。因為SSD技術(shù)通常比傳統(tǒng)硬盤技術(shù)更加昂貴，在只關(guān)注每GB的價格的情況下，提升SSD技術(shù)所帶來的效益的一種方式就是在把數(shù)據(jù)存放到SSD之前進行數(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，花費一些額外的CPU處理能力進行數(shù)據(jù)壓縮，然后再存儲在較快速的存儲設備，從而使得整個性能的提升。這就需要考慮壓縮是發(fā)生在主機上還是發(fā)生在存儲系統(tǒng)上。某些存儲已經(jīng)能夠進行壓縮了，數(shù)據(jù)在進入存儲系統(tǒng)的時候立刻進行壓縮處理，所有的緩存、SSD或磁盤設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，大的存儲廠商去年開始跟進由一些初創(chuàng)公司所引導的趨勢。我們完全可以期望看到從大的存儲廠商在今年發(fā)布其閃存陣列。很可能在不久的將來，全閃存陣列會具有現(xiàn)在硬盤驅(qū)動器系統(tǒng)相同的先進功能，包括像自動精簡配置，重復數(shù)據(jù)刪除和更多的東西。