多級存儲這個概念已經(jīng)為數(shù)據(jù)中心和大型服務(wù)器基地所熟悉。

過去，這通常是通過一條總線將不同轉(zhuǎn)速的磁盤連接起來的方式組成的，比如將配備15000轉(zhuǎn)硬盤的SCSI磁盤陣列設(shè)為快速訪問區(qū)，而將配備7200轉(zhuǎn)或5400轉(zhuǎn)硬盤的磁盤陣列設(shè)為慢速訪問區(qū)。

然而，這通常是通過使用完全不同的界面和磁盤來實現(xiàn)的，比如將SAS接口的閃盤作為快速訪問區(qū)，將SATA接口的傳統(tǒng)硬盤設(shè)為低速訪問區(qū)。

可是，閃存并不是一個單一的概念。它是由一整套技術(shù)組成，共有三個成員：

· SLC（單級單元）：每個存儲單元都可以儲存一個比特的數(shù)據(jù)；

· MLC（多級單元）：它是在SLC的基礎(chǔ)上擴(kuò)展所得，其實應(yīng)該被稱作雙級單元，因為每個存儲單元可以儲存最多兩個比特的數(shù)據(jù)；

· TLC（三級單元）：令人驚奇的是，三級單元的每個存儲單元可以儲存最多三個比特的數(shù)據(jù)。

正如在所有的計算應(yīng)用中所見的那樣，這種看似最佳選擇的技術(shù)其實也有很多缺點(diǎn)。首先，閃存損耗的速度很快，隨著用戶在每個存儲單元中不斷寫入和擦除數(shù)據(jù)，那些存儲單元就會逐漸退化，最終變得無法使用，因為它不能再承載電荷了。

磨損

SLC的速度超快，而且使用壽命是最長的，但是它的價格最昂貴。因為儲存相同數(shù)量的數(shù)據(jù)，你需要的SLC存儲容量將會是MLC存儲容量的兩倍。

TLC的使用壽命最短，每個存儲單元只能在八個電壓級中的一個電壓級上有效，相比之下SLC的有效電壓級是兩個，MLC是四個。你在存儲系統(tǒng)中劃分的級數(shù)越多，與磨損有關(guān)的錯誤率就越高，但是它的價格是相當(dāng)便宜的。

現(xiàn)在，MLC似乎才是一個中庸或平衡的選擇，因為它在使用壽命、訪問速度和成本價格上面都處于一個相對中性的水平。

鑒于此，我們再來看看為什么我們要在數(shù)據(jù)中心里首先考慮部署多級存儲的兩個主要原因。

基于磁盤的備份：越來越多的企業(yè)開始使用廉價的SATA接口硬盤，將它們作為輔助存儲媒介來代替磁帶，而磁帶則僅用于歸檔應(yīng)用。

我曾經(jīng)在很多完全沒有磁盤驅(qū)動器的企業(yè)工作過，因為他們有多個站點(diǎn)，使用大量的廉價磁盤來備份數(shù)據(jù)。當(dāng)他們想要?dú)w檔數(shù)據(jù)以便帶走時，他們會將數(shù)據(jù)拷貝到移動硬盤上。

為特殊應(yīng)用量身打造的高速存儲：面向極少數(shù)數(shù)據(jù)加強(qiáng)型應(yīng)用打造超高速硬盤。

下面我們來仔細(xì)分析一下這些應(yīng)用方案。

對于基于磁盤的備份來說，你可能很快就能使用閃存了，原因很簡單：“太便宜了”。 在備份上面，你肯定希望存儲成本又低，容量又大，然而閃存要想完全取代傳統(tǒng)磁盤，可能還要過幾年才行。

對于高速存儲應(yīng)用方案來說，有兩個可選的方案：

· 如果你現(xiàn)在有很多傳統(tǒng)硬盤，而你需要一些快速訪問的存儲媒介，那么你可以在傳統(tǒng)硬盤層級上添加一個閃存層級。

· 你現(xiàn)在擁有大量閃存存儲器（速度超快的），如果你需要更快的訪問速度，或許你不僅可以從存儲技術(shù)的角度入手，還可以考慮一下整個基礎(chǔ)存儲子系統(tǒng)。

· 從表面來看，對多級閃存陣列的需求不說極少，至少也是很有限的。

· 我這么說是什么意思？ 不可見的閃存陣列？

誰擁有最好的控制器？

當(dāng)前市面上的閃存技術(shù)存在的一個重要因素是，因為閃存磁盤很容易磨損，因此廠商們就開始在提高控制器技術(shù)上面動腦筋，以抵消使用壽命有限帶來的不利影響。

因此，這些控制器在設(shè)計時就會考慮諸如“損耗調(diào)整”的概念，即把負(fù)載平均散布到磁盤的所有存儲單元上。 你看不見這個，但它就是這么做的。

閃存磁盤已經(jīng)作為預(yù)存儲層出現(xiàn)在傳統(tǒng)磁盤陣列上。就象RAID和SCSI控制器配備了RAM形式的板上超高速緩存一樣，我們在高速主機(jī)和低速傳統(tǒng)硬盤之間的存儲陣列中也看到了高速超高速緩存磁盤的身影。

使用閃存還是不使用閃存？

在當(dāng)前的技術(shù)水平下，兩級陣列這個概念并非遙不可及，我們可以在主機(jī)所在的層級上使用少量高速、使用壽命較長的SLC磁盤，同時在后臺輔以大量低速、使用壽命相對較短的MLC或TLC磁盤，另外再附加一個有效的控制器來決定將數(shù)據(jù)從高速層級轉(zhuǎn)向低速層級的時機(jī)。

奢侈的體驗

但是，很難想象閃存存儲能否在未來的一兩年里繼續(xù)保持青春，還是會有很多企業(yè)去使用多級閃存存儲。

安裝具有一定規(guī)模的閃存存儲基礎(chǔ)設(shè)施所需的投資必定不小，你不僅要考慮磁盤的成本，還要考慮整個存儲基礎(chǔ)設(shè)施的成本，因為你必須確保主機(jī)能夠發(fā)揮出存儲的最大用途。

因此，近期考慮的問題就不會是“我應(yīng)該使用哪種類型的閃存？” 而應(yīng)該是“使用閃存還是不使用閃存？”。

在未來的三到五年里，當(dāng)閃存的商業(yè)化程度進(jìn)一步提高時，我們也許會開始看到人們將閃存用在SAN中，就象他們現(xiàn)在使用15000轉(zhuǎn)和7200轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)硬盤一樣。

但是，目前多級閃存可能仍然只適用于陣列中，并且完全由智能控制器單元來控制。系統(tǒng)管理員只要做好技術(shù)監(jiān)控工作就行了。