企業(yè)存儲系統采用固態(tài)硬盤(pán)的四種方式

當代企業(yè)數據存儲系統在設計上可應付機械式硬盤(pán)存在的局限性，尤其是減少高延時(shí)和機械硬盤(pán)可支持的低IOPS數量的影響。而在使用固態(tài)硬盤(pán)(SSD)時(shí)，上述基本事實(shí)發(fā)生了改變，存儲控制器的容量限制變成了制約因素。

如果添加太多的固態(tài)硬盤(pán)，利用SSD取代硬盤(pán)驅動(dòng)器會(huì )令存儲系統無(wú)法容納。存儲控制器才剛剛開(kāi)始適應固態(tài)硬盤(pán)的新性能要求，目前客戶(hù)迫切需要注意存儲廠(chǎng)商能夠給他們一些固態(tài)硬盤(pán)的建議和指導。

下面介紹4種當前利用固態(tài)存儲補充存儲系統的方式：

一、添加SSD硬盤(pán)代替硬盤(pán)驅動(dòng)器

利用光纖通道、串行ATA(SATA)或串行連接SCSI(SAS)接口添加SSD來(lái)取代硬盤(pán)驅動(dòng)器是向已有存儲陣列添加SSD支持的最容易的方式。雖然需要經(jīng)過(guò)嚴格的測試和質(zhì)檢程序，但由于廠(chǎng)商可以利用已經(jīng)部署的技術(shù)，因此這種方式只需要對系統進(jìn)行很少的改變。

SSD與硬盤(pán)層之間缺少自動(dòng)化數據遷移以及存儲控制器的性能限制是兩個(gè)最大的缺點(diǎn)。然而，這種方式為大多數廠(chǎng)商所采用。EMC Corp、Compellent、Fujitsu、Hewlett-Packard (HP) Co、Hitachi Data Systems、IBM、LSI Corp、Pillar Data Systems、Sun Microsystems以及許多較小的存儲陣列廠(chǎng)商除了提供硬盤(pán)之外，都提供SSD硬盤(pán)。其中的大多數廠(chǎng)商采用STEC公司的SSD硬盤(pán)作為他們第一代SSD.這主要由于STEC是第一家能夠滿(mǎn)足企業(yè)存儲要求的廠(chǎng)商。隨著(zhù)像Seagate Technology這樣的硬盤(pán)廠(chǎng)商、Pliant Technology和SandForce等前景看好的新興廠(chǎng)商以及Intel公司將目標瞄準這一企業(yè)存儲領(lǐng)域，STEC的統治地位將發(fā)生改變。

二、使用NAND閃存作為存儲控制器中的高速緩存

NetApp和Sun利用NAND閃存作為高速緩存，克服了SSD和硬盤(pán)層之間自動(dòng)化數據遷移的軟件問(wèn)題，但是這些廠(chǎng)商改變了產(chǎn)品的架構來(lái)適應NAND閃存，以消除添加太多的SSD存儲令他們的存儲陣列無(wú)法容納的可能性。通過(guò)將NAND閃存放在硬盤(pán)驅動(dòng)器的前端而不是取代硬盤(pán)，所有的數據和應用都將從SSD中得到好處，而不僅僅是駐留在SSD層中的數據。

NetApp提供性能加速模塊(PAM)。該產(chǎn)品可以利用已有的PCI Express插槽添加到任何NetApp文件服務(wù)器中。根據控制器的不同，目前最多可以安裝5個(gè)模塊組成容量多達80G的統一的緩存，一年后當更高密度的PAM卡上市時(shí)這一容量將達到512GB.

與NetApp不同，Sun在其Sun Storage 7000統一存儲系統中使用閃存來(lái)緩存所有的讀寫(xiě)操作――不僅僅是元數據――因此擁有支持閃存的最先進(jìn)的架構。Sun Storage 7000統一存儲系統在一個(gè)具有優(yōu)化的存儲棧和支持由DRAM緩存、SSD和機械硬盤(pán)組成的混合存儲池的Zettabyte文件系統(ZFS)的x86平臺上運行Solaris.

固態(tài)硬盤(pán)安裝在基于DRAM的自適應替換緩存(ARC)和SATA驅動(dòng)器之間。ZFS Intent Log (ZIL)被寫(xiě)入到寫(xiě)操作優(yōu)化的SSD中。ZIL記錄寫(xiě)操作日志，使文件系統可以從系統故障中恢復。L2ARC緩存包含讀操作優(yōu)化的SSD，以擴展基于DRAM的ARC緩存來(lái)進(jìn)行讀操作;L2ARC規?？梢赃_到數百G字節，其目的是將工作數據保持在內存中來(lái)最大限度地減少硬盤(pán)存取。據Sun說(shuō)，混合存儲池使Sun Storage 7000統一存儲系統可以支持800，000以上的IOPS.

三、在服務(wù)器上而不是存儲控制器中采用NAND閃存

雖然Sun Storage 7000統一存儲系統是一種獨立系統，但它為那些認為閃存屬于服務(wù)器而非存儲控制器的人提供了論據。Fusion-io公司首席技術(shù)官David Flynn解釋說(shuō)：正如L2緩存擴展了CPU中的內存，DRAM擴展了L2緩存一樣，閃存用于擴展DRAM. Fusion-io ioDrive 和ioDrive Duo NAND閃存PCI Express卡為服務(wù)器提供直接連接存儲(DAS)。作為一家也銷(xiāo)售存儲產(chǎn)品的服務(wù)器公司，Sun同意服務(wù)器是使用閃存的合適的地方的觀(guān)點(diǎn)。Sun公司的Cornwell說(shuō)：閃存是服務(wù)器架構的游戲改變者，下一代服務(wù)器將利用閃存擴展DRAM緩存。

四、獨立SSD陣列

利用與傳統破除存儲陣列并行運行的基于SSD的存儲系統補充硬盤(pán)陣列是向存儲環(huán)境添加固態(tài)存儲的破壞性最小的方式。獨立SSD陣列的領(lǐng)先廠(chǎng)商是Texas Memory Systems公司。這家公司除了提供基于DRAM和NAND閃存的SSD陣列外，還直接和通過(guò)與BlueArc、NetApp以及其他公司的OEM關(guān)系銷(xiāo)售RamSan產(chǎn)品系列。在缺點(diǎn)方面，獨立固態(tài)系統不能利用已有的陣列組件，因此成本可能更高。此外，它們與硬盤(pán)層的集成程度不如其它架構方式，從而使克服固態(tài)硬盤(pán)與硬盤(pán)層之間的數據遷移挑戰變得更加困難。

編輯：博子