2009年12月7日至18日，全球多个国家的元首齐聚丹麦哥本哈根气候大会。全球气候变暖的问题引起了整个世界的关注。此后，低碳生活成了人们生活中津津乐道的话题。
全程节能
在数据中心里，存储已经成了耗能的大户。除了利用虚拟化、自动精简配置、重复数据删除等技术缩减存储系统的规模以外，新型存储介质的应用对于降低存储系统的能耗也有明显效果。企业级SSD的出现，将掀起一场计算机系统的低碳革命。
华为赛门铁克公司独立研制的SSD产品——HSSD（如图1所示），具有完全自主知识产权。通过建立完整的生命周期分析和控制机制，华为赛门铁克将低碳的原则引入到整个研发和生产活动中。
华为赛门铁克认为，真正的绿色产品一定是在其整个生命周期内资源耗费最少、资源可利用率最高并且可以回收再利用的产品。基于此，华为赛门铁克对SSD产品的原材料耗费、加工、运输、使用和回收各环节进行了严格监控，通过全生命周期分析（LCA），在各环节进行了绿色优化设计：在使用节能部件的基础上，华为赛门铁克对SSD的硬件架构进行了优化，尽量减少对原材料的耗费，产品总重量控制在90克以下；采用无铅的物料，同时用超级电容替代电池，最大程度地减少产品使用过程中的污染排放，从SSD外壳到PCB板上的任意一个电容都做到100%可回收；采用无铅工艺进行加工生产，所有环保指标符合欧盟的RoHS-6标准；通过弹性可扩展的软件架构，使SSD的读性能达到3.5万IOPS，写性能超过1万IOPS；通过线性调度的节能算法，将SSD的最大功耗控制在2.5W以内，休眠功耗降到0.1W……
SSD原理
光纤硬盘的功耗为17W左右，性能最高可达到300IOPS，而SATA硬盘的功耗为13W左右，性能最高只能达到150IOPS。相对于光纤硬盘和SATA硬盘，SSD的能效提升不止百倍。SSD为什么会达到如此高的能效比呢？
如图2所示的SSD内部逻辑架构图，一个SSD就是一个小型的计算机系统，包括CPU、内存和后端存储单元，只不过将计算机通用的x86 CPU换成了低功耗的ARM或PowerPC，将后端的硬盘换成了多个Flash颗粒。目前，SSD内部可以放置的Flash芯片多达128颗。
一颗Flash芯片的性能可以达到每秒2000～5000次读写。因为SSD内部有一个完整的CPU系统，可以内置符合Flash特性的调优算法，同时还可以通过Flash控制器提高读写的并发度，让多个Flash芯片共同执行读写操作，所以一个SSD的性能可以很容易超过每秒1万次读写。
SSD是全电子硬盘，在使用过程中不会产生噪音。传统硬盘因为有盘片转动和磁头摩擦，所在以会产生10～20分贝的噪音。高可靠光纤硬盘的寿命为120万小时，而SSD可以达到240万小时。可靠性的提高、部件使用寿命的延长，使得人们在使用SSD时，可以更有效地节约资源。
传统硬盘的转速为每分钟1.5万转。高精密的硬盘抗震性不好，对使用环境的要求较高，而每块硬盘17W的功耗也使其不能应用在高温高密的环境中。
SSD没有机械部件，抗震性极强，具备很强的环境适应性，可以应用在无风扇的自然环境、高温高密环境甚至是超低温的环境中。华为赛门铁克的SSD产品曾经跟随国家科考队到过南极，经受住了-40℃的低温考验。
华为赛门铁克对传统光纤硬盘和SSD进行了全生命周期的碳排放分析。一个传统光纤硬盘经过原材料耗费、加工、运输、使用、回收各环节，在5年的生命期内会排放525公斤二氧化碳，而一块SSD只排放110公斤二氧化碳。用一块SSD硬盘替代传统硬盘减少的二氧化碳排放量，相当于4棵树吸收的二氧化碳量。
目前，SSD应用的主要障碍是价格较贵。高性能SSD的价格是光纤硬盘价格的7倍左右。但是，对比一下SSD和光纤硬盘在5年使用期内的成本，以IOPS/W计算，一块SSD的使用成本与700块光纤硬件或SAS硬盘相当。
根据美国环保部能源之星（Energy Star）提供的数据，硬盘每节约1W能耗，可为使用者的系统和环境节约2.85W。以每度电（千瓦时）一元计算，在5年的生命周期内，一块SSD可为使用者节约电费211898.93元。因此，仅计算能源节省部分，一块SSD硬盘5年就会为用户节省21万元的电费，这远远超出了SSD的购买价格。由于是全电子部件，SSD的价格会遵循摩尔定律，每18至24个月会下降一半。
华为赛门铁克预测，在未来3年内，SSD的价格将接近光纤和SAS硬盘，并成为存储市场的主流。
低碳型IT系统
1965年，戈登·摩尔发表了著名的摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体数目每18至24个月就会增加一倍，性能也提升一倍，而价格保持不变。
摩尔定律描绘了一幅美好的蓝图：随着芯片集成度的提升，在芯片性能翻倍的同时，不仅价格保持不变，芯片的功率也基本保持不变。这意味着处理同样的事务，每18至24个月后，就能节约一半的能源耗费。
45年过去了，IT系统性能的提升真的符合摩尔定律吗？
当今，CPU的主频已经超过3GHz，加上多核、多流水线、多线程等技术的应用，CPU每秒可下发的读写指令数超过1G（1G为1000MIPS，1MIPS等于每秒100万条指令）。内存技术也即将从DDR3跨越到DDR4，可支持每秒十万次读写。
CPU性能和内存带宽的发展基本符合摩尔的预期，10年增长了10倍左右。但是在过去10中，硬盘的性能又提升了多少呢？传统硬盘性能的提升非常缓慢，10年中只增提高了可怜的1.5倍。
为什么会出现这种情况呢？
由于传统硬盘是以磁介质盘面为基础的，磁盘的性能与转速基本成正比。从1997年到2009年，大容量SATA硬盘的转速从每分钟5400转提高到每分钟7200转，增加30%；企业级光纤硬盘和SAS硬盘的转速从每分钟1万转提高到每分钟1.5万转，增加50%。硬盘的功耗与硬盘转速的2.8次方成正比。因此，如果硬盘的转速再增加，硬盘的功耗也会有极大增长，这将导致计算机系统无法使用。
目前，传统硬盘的转速已经到了硬盘功耗所能承受的极限。也就是说，无论计算机前端CPU和内存的发展有多快，即使能达到每秒读写上百万次，但只要涉及到读写后端硬盘的数据，计算机的整体性能就会急剧下降，甚至只能达到每秒读写300次。
传统硬盘的性能已经严重制约了计算机系统性能的发展。这相当于锁住了摩尔定律的咽喉。
SSD的横空出世，极大地释放了计算机系统后端的性能，使系统性能有上百倍的提升。SSD的出现不仅改变了计算机的系统架构，而且推动了前端CPU和内存架构的发展（如图3所示）。由于SSD的加入，计算机系统整体性能的发展仍将符合摩尔定律，能效比将持续提升，终将成为真正的低碳型IT系统。
华为赛门铁克在绿色节能技术上持续投入，从企业自身活动以及产品解决方案设计上全面引入绿色理念。SSD无疑是华为赛门铁克绿色产品中最闪亮的一颗星。
想想看，要是中国的机械硬盘都被SSD所取代，无异于再造一个大兴安岭，那将是一幅多么美妙的绿色画卷。
全程节能
在数据中心里，存储已经成了耗能的大户。除了利用虚拟化、自动精简配置、重复数据删除等技术缩减存储系统的规模以外，新型存储介质的应用对于降低存储系统的能耗也有明显效果。企业级SSD的出现，将掀起一场计算机系统的低碳革命。
华为赛门铁克公司独立研制的SSD产品——HSSD（如图1所示），具有完全自主知识产权。通过建立完整的生命周期分析和控制机制，华为赛门铁克将低碳的原则引入到整个研发和生产活动中。
华为赛门铁克认为，真正的绿色产品一定是在其整个生命周期内资源耗费最少、资源可利用率最高并且可以回收再利用的产品。基于此，华为赛门铁克对SSD产品的原材料耗费、加工、运输、使用和回收各环节进行了严格监控，通过全生命周期分析（LCA），在各环节进行了绿色优化设计：在使用节能部件的基础上，华为赛门铁克对SSD的硬件架构进行了优化，尽量减少对原材料的耗费，产品总重量控制在90克以下；采用无铅的物料，同时用超级电容替代电池，最大程度地减少产品使用过程中的污染排放，从SSD外壳到PCB板上的任意一个电容都做到100%可回收；采用无铅工艺进行加工生产，所有环保指标符合欧盟的RoHS-6标准；通过弹性可扩展的软件架构，使SSD的读性能达到3.5万IOPS，写性能超过1万IOPS；通过线性调度的节能算法，将SSD的最大功耗控制在2.5W以内，休眠功耗降到0.1W……
SSD原理
光纤硬盘的功耗为17W左右，性能最高可达到300IOPS，而SATA硬盘的功耗为13W左右，性能最高只能达到150IOPS。相对于光纤硬盘和SATA硬盘，SSD的能效提升不止百倍。SSD为什么会达到如此高的能效比呢？
如图2所示的SSD内部逻辑架构图，一个SSD就是一个小型的计算机系统，包括CPU、内存和后端存储单元，只不过将计算机通用的x86 CPU换成了低功耗的ARM或PowerPC，将后端的硬盘换成了多个Flash颗粒。目前，SSD内部可以放置的Flash芯片多达128颗。
一颗Flash芯片的性能可以达到每秒2000～5000次读写。因为SSD内部有一个完整的CPU系统，可以内置符合Flash特性的调优算法，同时还可以通过Flash控制器提高读写的并发度，让多个Flash芯片共同执行读写操作，所以一个SSD的性能可以很容易超过每秒1万次读写。
SSD是全电子硬盘，在使用过程中不会产生噪音。传统硬盘因为有盘片转动和磁头摩擦，所在以会产生10～20分贝的噪音。高可靠光纤硬盘的寿命为120万小时，而SSD可以达到240万小时。可靠性的提高、部件使用寿命的延长，使得人们在使用SSD时，可以更有效地节约资源。
传统硬盘的转速为每分钟1.5万转。高精密的硬盘抗震性不好，对使用环境的要求较高，而每块硬盘17W的功耗也使其不能应用在高温高密的环境中。
SSD没有机械部件，抗震性极强，具备很强的环境适应性，可以应用在无风扇的自然环境、高温高密环境甚至是超低温的环境中。华为赛门铁克的SSD产品曾经跟随国家科考队到过南极，经受住了-40℃的低温考验。
华为赛门铁克对传统光纤硬盘和SSD进行了全生命周期的碳排放分析。一个传统光纤硬盘经过原材料耗费、加工、运输、使用、回收各环节，在5年的生命期内会排放525公斤二氧化碳，而一块SSD只排放110公斤二氧化碳。用一块SSD硬盘替代传统硬盘减少的二氧化碳排放量，相当于4棵树吸收的二氧化碳量。
目前，SSD应用的主要障碍是价格较贵。高性能SSD的价格是光纤硬盘价格的7倍左右。但是，对比一下SSD和光纤硬盘在5年使用期内的成本，以IOPS/W计算，一块SSD的使用成本与700块光纤硬件或SAS硬盘相当。
根据美国环保部能源之星（Energy Star）提供的数据，硬盘每节约1W能耗，可为使用者的系统和环境节约2.85W。以每度电（千瓦时）一元计算，在5年的生命周期内，一块SSD可为使用者节约电费211898.93元。因此，仅计算能源节省部分，一块SSD硬盘5年就会为用户节省21万元的电费，这远远超出了SSD的购买价格。由于是全电子部件，SSD的价格会遵循摩尔定律，每18至24个月会下降一半。
华为赛门铁克预测，在未来3年内，SSD的价格将接近光纤和SAS硬盘，并成为存储市场的主流。
低碳型IT系统
1965年，戈登·摩尔发表了著名的摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体数目每18至24个月就会增加一倍，性能也提升一倍，而价格保持不变。
摩尔定律描绘了一幅美好的蓝图：随着芯片集成度的提升，在芯片性能翻倍的同时，不仅价格保持不变，芯片的功率也基本保持不变。这意味着处理同样的事务，每18至24个月后，就能节约一半的能源耗费。
45年过去了，IT系统性能的提升真的符合摩尔定律吗？
当今，CPU的主频已经超过3GHz，加上多核、多流水线、多线程等技术的应用，CPU每秒可下发的读写指令数超过1G（1G为1000MIPS，1MIPS等于每秒100万条指令）。内存技术也即将从DDR3跨越到DDR4，可支持每秒十万次读写。
CPU性能和内存带宽的发展基本符合摩尔的预期，10年增长了10倍左右。但是在过去10中，硬盘的性能又提升了多少呢？传统硬盘性能的提升非常缓慢，10年中只增提高了可怜的1.5倍。
为什么会出现这种情况呢？
由于传统硬盘是以磁介质盘面为基础的，磁盘的性能与转速基本成正比。从1997年到2009年，大容量SATA硬盘的转速从每分钟5400转提高到每分钟7200转，增加30%；企业级光纤硬盘和SAS硬盘的转速从每分钟1万转提高到每分钟1.5万转，增加50%。硬盘的功耗与硬盘转速的2.8次方成正比。因此，如果硬盘的转速再增加，硬盘的功耗也会有极大增长，这将导致计算机系统无法使用。
目前，传统硬盘的转速已经到了硬盘功耗所能承受的极限。也就是说，无论计算机前端CPU和内存的发展有多快，即使能达到每秒读写上百万次，但只要涉及到读写后端硬盘的数据，计算机的整体性能就会急剧下降，甚至只能达到每秒读写300次。
传统硬盘的性能已经严重制约了计算机系统性能的发展。这相当于锁住了摩尔定律的咽喉。
SSD的横空出世，极大地释放了计算机系统后端的性能，使系统性能有上百倍的提升。SSD的出现不仅改变了计算机的系统架构，而且推动了前端CPU和内存架构的发展（如图3所示）。由于SSD的加入，计算机系统整体性能的发展仍将符合摩尔定律，能效比将持续提升，终将成为真正的低碳型IT系统。
华为赛门铁克在绿色节能技术上持续投入，从企业自身活动以及产品解决方案设计上全面引入绿色理念。SSD无疑是华为赛门铁克绿色产品中最闪亮的一颗星。
想想看，要是中国的机械硬盘都被SSD所取代，无异于再造一个大兴安岭，那将是一幅多么美妙的绿色画卷。
