固态硬盘(SSD)与传统硬盘相比有不少优点,它们更快,更可靠,使用的能源更少,而且更安静。而另一方面,SSD每个存储单元的平均写入次数是有限的,与传统硬盘相比,每G字节的成本要高出约70倍。那么固态硬盘是否适合企业网络?服务器?存储系统?还是别的用途?
      为了回答这些问题,我们测试了来自七家厂商的固态硬盘,其中三款产品是PCIe板,一个Adaptec MaxIQ 5805/512控制器,两个Apricorn PCIe磁盘阵列,一个FusionIO ioDrive。我们还测试了两个SAN系统,一个是Compellent Storage Center 030,另一个是Dot Hill AssuredSAN 3730,另外我们还测试了一套惠普BladeSystem C,包含两个服务器刀片,每一个配备了160GB StorageWorks IO加速器模块,最后我们还研究了一下Ritek 128GB SSD。
了解SLC与MLC的异同以及SSD应用模式
      首先了解一下有关定义,我们常说的固态硬盘分两种,一种是单层单元(SLC)SSD,一种是多层单元(MLC)SSD,SLC类型的SSD更快,寿命 更长久(每个存储单元大约可以写入10万次),但价格也更贵,MLC类型的SSD比较便宜,但每个存储单元的写入寿命大约只有1万次,因此不适宜写密集型 的企业应用。
      MLC SSD在读密集型的企业应用领域占有一席之地,如在线视频服务或数据库查询服务,与SLC SSD相比,它的吞吐量更大,访问时间更短。
      随着技术的进步,SSD在服务器领域大有取代传统硬盘的趋势,但这并不是最有效的方法,SLC SSD比传统硬盘快,如果组成阵列就更吓人了。同样,SSD比传统硬盘更可靠,但价格也更贵,因此使用SSD组成RAID阵列可能也不是最好的办法。
      这些问题导致有人专门为SSD开发了新的应用程序,有些厂商开发出了PCI-X和PCIe板,既可以直接挂载SSD,也可以通过标准的SAS或 SATA数据线连接,有些厂商在服务器和存储之间部署了新的应用程序充当缓存,提高存储的访问效率,在这种情况下,不用将SSD增加到特殊的存储阵列中。
另外也有部分厂商将SSD成功加入到他们现有的SAN存储系统中,有的是用作缓存,有的是用作另一个存储层(通常叫做0层)。
      本次测试涵盖了所有类型的SSD,除了那个服务器和存储之间的应用程序外,我们邀请了许多厂商,包括Atrato、Dataram、IBM、 Schooner Information Technology、Solid Access Technologies、Storspeed、Teradata和Violin Memory,但遗憾的是他们都未能及时向我们提交送测产品。
      我们的测试用机是一台惠普ML370G5服务器,操作系统Windows Server 2003,通过一台惠普光纤通道交换机(2Gbps)连接外置存储,使用IOmeter运行在混合模式测试存储性能,旨在显示吞吐量、IOPS和延迟的整体性能。
      每个产品都进行了以下测试:性能(吞吐量、IOPS和延迟),安装和文档,易用性,满足不同网络架构的配置灵活度和性价比。
      经过测试,我们发现SSD硬盘的性能基本上都达到了传统硬盘的2-10倍,来自Compellent和Dot Hill的光纤通道阵列受接口带宽限制,最大速度只能达到2Gbps,如果采用4Gbps或8Gbps的主机总线适配器,它的速度会更高。
      内部存储有一个优点,PCI总线比某些外部接口可以保持更高的吞吐量和IOPS,读写吞吐量可以超过700MBps。
写悬崖效应
      在我们测试期间出现一个问题,在高性能SSD和消费级SSD之间存在较大差异,在连续写环境下,消费级SSD(Adaptec,Apricorn,Dot Hill和Ritek)的响应时间(延迟)出现了戏剧性的变化,有些厂商称之为“写悬崖”效应。
      从测试开始到结束,其它产品的性能测试结果都基本上保持在一个稳定的值左右,当硬盘首次被填满后,消费级硬盘的垃圾清理就拖慢了整体速度,不过影响的 只有写入性能,读取操作似乎未受影响,响应时间变化最显着的是基于MLC的Ritek和Apricorn阵列,虽然其它三个 (Adaptec,Apricorn基于SLC的阵列,DotHill)也有变化,但都不明显,最少的还不足1毫秒,最多的也不过1秒,而前面两个则超过 了3秒,相反,Compellent、FusionIO和惠普的产品即使在100%写入的时候仍然保持着低于12毫秒的好成绩。
      企业级硬盘没有这个问题,因为大部分都进行了超量配置,就是标记为146GB的硬盘实际上有300GB的容量,有些厂家还专门优化了磨损控制算法,减少硬盘的读写次数。
      当然,这种代价换来的是企业级硬盘更加昂贵,Ritek 128GB的建议零售价为400美元,FusionIO 320GB接近7000美元,Compellent 146GB更是高达11000美元,最佳产品可能要算Adaptec 5805控制器加MaxIQ组合了,但它也存在写悬崖效应,不过它们的成本还是蛮低的,控制器大约645美元,一个MaxIQ只要1295美元。
如果你的应用属于写密集型类型,如数据库,那么你应该选择Compellent阵列,FusionIO和惠普的卡,虽然价格比较高,但性能与价格是成正比例的。
      如果你的应用属于读密集型类型,或不需要延长写入,那么任何一款SSD硬盘都比传统硬盘有更好的性能,而且有些解决方案还相当便宜。


  总结
      SSD比传统硬盘的性能要好得多,但在选择SSD时仍然要谨慎,要分清楚你的应用类型是读密集型还是写密集型。
      对于写密集型应用,要选择专门为写入操作优化过的SSD,但它比消费级SSD要贵一些,我们测试的所有SSD性能都比传统硬盘要好,但价格也都要高一些。
随着SSD硬盘技术的快速发展,我们相信未来4-5年内,SSD的价格将会下降到一个合理的水平,也许那时的SSD不会在乎是写密集型还是读密集型应 用,从目前的市场反应和各大厂商的投入力度分析,传统硬盘市场正遭到SSD的蚕食,而且很多传统硬盘厂商也主动参与到SSD的阵营中了,因此SSD将传统 硬盘取而代之是迟早的事!

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