機(jī)械硬盤內(nèi)部介紹

固態(tài)硬盤(SSD)是近年來在出現(xiàn)的全新的存儲介質(zhì)，簡單的說其就是用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤。固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存(FLASH芯片)作為存儲介質(zhì)，另外一種是采用DRAM作為存儲介質(zhì)。雖然SSD成本較高，但如今在超級本、DIY市場方面已經(jīng)逐漸普及。其在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。主要區(qū)別在內(nèi)部構(gòu)造方面，如下圖：

固態(tài)硬盤內(nèi)部介紹

SSD固態(tài)硬盤具有高速度、高安全性等特點(diǎn)，但由于一直價格昂貴、容量有限等原因阻礙了其市場推廣。然而，隨著2012年閃存市場價格的不斷下行，容量和耐用性方面的提升，SSD產(chǎn)品也越來越快的接近了大眾承受上線，特別對于企業(yè)用戶，SSD開始逐步走進(jìn)大眾的視野。

與消費(fèi)產(chǎn)品市場的紅火景象相比，SSD在企業(yè)級并沒有人們預(yù)期中的火熱。筆者從ZOL技術(shù)論壇(硬件/存儲技術(shù))和一些廠商人員中里了解到，相比消費(fèi)用戶，企業(yè)級用戶更加注重產(chǎn)品的穩(wěn)定性、性價比等，所以企業(yè)用戶對SSD固態(tài)硬盤高成本的背后是否能體現(xiàn)出產(chǎn)品市場價值?SSD壽命、兼容性、能耗等方面是否能夠滿足企業(yè)級市場的需求也值得擔(dān)憂。下面我們將全面的對這些議論點(diǎn)進(jìn)行一次合理的分析探討。

提到固態(tài)硬盤的優(yōu)勢，那么毋庸置疑的就是速度!而在速度優(yōu)勢背后，SSD則面臨著價格、容量以及壽命等方面的限制，這也是為何SSD在企業(yè)級市場普及如此艱難的原因!

性能為王：奠定普及之路

首先我們這里先談一下SSD和普通硬盤性能方面的表現(xiàn)，相信大多數(shù)讀者都對SSD的性能優(yōu)勢有所有了解。由于SSD固態(tài)硬盤沒有磁頭，不存在尋道時間，當(dāng)讀取指令發(fā)出后，固態(tài)硬盤直接從閃存顆粒上讀取;傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤則需要在指令接受后開始尋道。相對于機(jī)械硬盤的尋道時間，SSD在傳輸速度上要比普通機(jī)械硬盤有很大的優(yōu)勢。

SSD vs 硬盤速度對比

HD Tune是一款網(wǎng)友非常喜歡的硬盤性能診斷測試工具。我們在這里利用其檢測硬盤的平均傳輸率。上圖為利用HD Tune軟件對三款硬盤的讀取速度進(jìn)行的測試數(shù)據(jù)對比，我們可以看在讀取方面SSD擁有非常大的優(yōu)勢(在服務(wù)器等企業(yè)級應(yīng)用方面，數(shù)據(jù)讀取往往比寫入應(yīng)用更廣)，如此懸殊的成績也只能由SSD硬盤來完成。

科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展，相信固態(tài)硬盤的技術(shù)更趨于完美，高性能一直是驅(qū)動產(chǎn)品更新?lián)Q代的最有效武器，其在未來也將成為企業(yè)用戶關(guān)注的重點(diǎn)。SSD固態(tài)硬盤在速度上的優(yōu)勢并不僅體現(xiàn)在讀取方面，在寫入、安全性方面同樣有不俗的表現(xiàn)。高性能是推動器未來成為企業(yè)主流的最佳利器。這也是2013年SSD固態(tài)硬盤的普及的最大助力。

價格劣勢：仍然任重道遠(yuǎn)

低功耗、傳輸速度快等特點(diǎn)一直是SSD受用戶追捧的地方。相比于消費(fèi)級產(chǎn)品，企業(yè)級市場如今已經(jīng)出現(xiàn)高達(dá)4TB的固態(tài)硬盤。其實(shí)固態(tài)硬盤最早進(jìn)入的便是企業(yè)領(lǐng)域，2009年固態(tài)硬盤在企業(yè)級領(lǐng)域的應(yīng)機(jī)械硬盤無力承擔(dān)的外部網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)中。但是其價格高昂、容量偏低的問題也是阻礙其市場推廣流行所在。

普通硬盤價格

固態(tài)硬盤價格搜索

上圖為我在淘寶網(wǎng)中搜到的SSD與固態(tài)硬盤的價格，相同容量下 SSD固態(tài)硬盤幾乎是機(jī)械硬盤的20倍。這種懸殊的價格讓使很多企業(yè)用戶望而退步，寧愿放棄速度選擇了更大容量更便宜的機(jī)械硬盤。

隨著價格的降低以及SSD在技術(shù)上的完善，SSD為企業(yè)帶來的利益價值與部署成本的比將進(jìn)一步拉近，那個時候也許SSD的價格也就微不足道了。但是目前，推廣速度還要看SSD的價格走勢，很可能是依然緩慢前行。

SSD固態(tài)硬盤使用壽命短?

對于企業(yè)用戶來說，價格與性能方面反而不是用戶最關(guān)注的地方，產(chǎn)品的穩(wěn)定性反而是他們最重視的要素。

壽命方面一直是企業(yè)級用戶選擇SSD的障礙。新浪微博上很多網(wǎng)友也對SSD使用壽命擔(dān)憂。認(rèn)為目前的閃存讀取次數(shù)制約了其在企業(yè)級用戶方面的應(yīng)用。

SSD硬盤的壽命的確沒有機(jī)器硬盤的壽命長，但是對于用戶來說，上圖中的觀點(diǎn)卻有些夸張，而且隨著企業(yè)級SSD的發(fā)展，這個壽命問題正逐步被解決，在一些特制的SSD硬盤中，寫入壽命可以達(dá)到100萬甚至500萬，整體壽命在20萬年以上。在2012年的IEEE國際電子設(shè)備會議Macronix披露他們對P/E次數(shù)達(dá)到1億次的自我修復(fù)NAND的研究。

機(jī)械硬盤(左)、SSD固態(tài)硬盤(右)

對于企業(yè)用戶來說，使用SSD還有一個最大的優(yōu)勢那就是安全性，由于固態(tài)硬盤內(nèi)部并沒有任何活動部件，即使在發(fā)生碰到、劃蹭、震動等意外狀況下依然能夠正常的工作狀態(tài)。而機(jī)械硬盤由于其磁頭和磁盤等部件需要高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，往往在不小心翻轉(zhuǎn)傾斜的情況下就會產(chǎn)品硬盤損壞等問題。SSD硬盤對于企業(yè)用戶來說，無疑據(jù)有更高的安全性。

在噪音方面，固態(tài)硬盤也有著一定的優(yōu)勢，由于機(jī)械硬盤內(nèi)的磁盤需要高速的旋轉(zhuǎn)，這往往會產(chǎn)生很大的噪音。試想一下，當(dāng)我們啟動電腦的時候，尚能聽到硬盤的快速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的噪音，那么對于企業(yè)用戶來說，硬盤的個數(shù)將會更多，產(chǎn)生的噪音也將更大。

同時盤片的不間斷旋轉(zhuǎn)摩擦勢必會產(chǎn)生更多的熱量，在加上馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的熱量，企業(yè)用來散熱的費(fèi)用也不是個小數(shù)目。而SSD硬盤的工作范圍一般在10——70度，對于企業(yè)SSD，范圍甚至更廣，這對于SSD適應(yīng)突發(fā)情況，保護(hù)數(shù)據(jù)具有更大的作用。

注意：如果超過了SSD的使用壽命，也不用擔(dān)心你的數(shù)據(jù)，因?yàn)镾SD最多只是不能寫入，但是數(shù)據(jù)都還在，只是變成只讀的硬盤罷了。

SSD在服務(wù)器領(lǐng)域是如何應(yīng)用?

在服務(wù)器中部署SSD固態(tài)硬盤有兩種基本方式：一種是直接將SSD硬盤作為主存儲來使用，一種是使用NAND閃存作為存儲控制器中的高速緩存。SUN是最早推出SSD服務(wù)器的廠商,其他大部分廠商都宣布支持SSD固態(tài)硬盤，但是除了寶德的PR2012S2之外，其它的廠商僅僅把SSD作為一種選件，而沒有作為一種特點(diǎn)或者類別加以推廣。

部署方式一、將SSD硬盤作為主存儲方式使用

將SSD硬盤直接作為主存儲的廠商來說，其所使用的SSD硬盤一般都是采用標(biāo)準(zhǔn)的硬盤外形，標(biāo)準(zhǔn)的硬盤尺寸的SSD硬盤能夠兼容原有的服務(wù)器存儲設(shè)施。這樣只需要利用少量的硬盤就能獲得顯著的性能提升。

但是選擇這種主存儲方式的用戶要注意，原有的服務(wù)器存儲設(shè)備是否能夠支持SSD硬盤。對于SSD固態(tài)硬盤用戶來說，還要考慮另一個問題，那就是要將什么樣的數(shù)據(jù)保存在SSD硬盤中，雖然我們可以選擇的數(shù)據(jù)索引、頻繁訪問的數(shù)據(jù)表或臨時存儲區(qū)、日志文件等熱數(shù)據(jù)。但是很可能今天我們用這頻繁的數(shù)據(jù)過一段時間就可能不在用，IT管理人員需要連續(xù)的對數(shù)據(jù)使用模式進(jìn)行監(jiān)測。一些軟件還能夠根據(jù)它的監(jiān)測結(jié)果提供數(shù)據(jù)分級的建議，例如：SSD硬盤與HDD硬盤之比為1：9。

當(dāng)然如果你有足夠的資金，那么也可以采用獨(dú)立的固態(tài)存儲陣列來存儲數(shù)據(jù)，這樣數(shù)據(jù)都保存在高速的SSD硬盤上，不過其價格自然不菲，一般只部署用于關(guān)鍵應(yīng)用。

部署方式二：將固態(tài)存儲作為緩存

另一種方式則是將SSD當(dāng)做緩存來部署，這種方式下部署的SSD將給所有的數(shù)據(jù)和存儲帶來好處，而不僅僅只駐留在SSD層硬盤的數(shù)據(jù)。由此也克服了SSD硬盤和HDD硬盤之間自動化數(shù)據(jù)遷移的軟件問題。但為了最大程度地利用SSD硬盤，多大的緩存才合適，什么工作負(fù)載應(yīng)當(dāng)保存到緩存等問題也困擾著用戶?

用作緩存的SSD

一些固態(tài)緩存解決方案被內(nèi)置到已有的存儲系統(tǒng)中，而另一些固態(tài)緩存解決方案作為外部設(shè)備來提供。添加閃存作為存儲子系統(tǒng)中的緩存這種增加的緩存容量為大多數(shù)操作改進(jìn)了性能。此外，由于閃存是非易失性的，即使停電，這種緩存將提供某種額外的保護(hù)。但像緩存一致性，以及緩存是基于DRAM還是基于閃存的這類問題仍然存在。

緩存方式面臨的主要問題是多少緩存才算足夠。對于許多工作負(fù)載和應(yīng)用，相對于分配給這個應(yīng)用的所有存儲數(shù)量比較少的緩存(5%到20%)足以帶來顯著的性能提高。對于其它工作負(fù)載，緩存必須大得足以容納整個卷才能取得明顯的性能增益。

編輯總結(jié)：不管固態(tài)存儲如何部署，都將帶來顯著的性能提高。如何選擇服務(wù)器SSD取決于你所需要的性能，以及在服務(wù)器上安裝的具體應(yīng)用。當(dāng)然，更取決于你的資金狀況。

SSD固態(tài)硬盤：如何瞄準(zhǔn)中國存儲產(chǎn)業(yè)

1.補(bǔ)齊短板是王道

雖然SSD在性能方面比機(jī)械硬盤擁有絕對的優(yōu)勢，但是產(chǎn)品仍有一些局限性需要解決，例如硬盤的容量問題、硬盤的價格問題，以及硬盤在壽命上的問題是否能夠得到完美的解決都關(guān)系到SSD是否能夠在企業(yè)級市場普及。

服務(wù)器中應(yīng)用SSD

只有隨著技術(shù)的發(fā)展，SSD價格、壽命等問題得到很大的改善，也就是機(jī)械硬盤存在的理由被SSD抹除，那么，周邊硬件的提升使其瓶頸體現(xiàn)會越來越明顯其實(shí)總的來說。固態(tài)硬盤所面對的問題不是在產(chǎn)品性能上，而是如何讓消費(fèi)者相信所付出的昂貴代價換回的產(chǎn)品價值也是相當(dāng)?shù)?

2.加大推廣是要務(wù)

盡快SSD在技術(shù)方面需要完善，但是只要隨著技術(shù)的發(fā)展，SSD勢必會更加完善。但是如何打開服務(wù)器市場則是目前需要立刻解決的難題。固體硬盤如今在消費(fèi)用戶方面已經(jīng)有非常不錯的普及程度，接下來要做的而是如何說服企業(yè)用戶購買使用SSD固態(tài)硬盤。

SSD 固態(tài)硬盤發(fā)展預(yù)測

從上圖我們可以看出，隨著時間的推移，在2013年，用戶將會有一個大的提升，但是對于企業(yè)用戶來說，產(chǎn)品的性能、安全性才是突破口，值得慶幸的是，自2009年以來，越來越多的制造廠商愿意從自身開始，不斷的開發(fā)技術(shù)進(jìn)步，成本節(jié)約，這也將成為SSD進(jìn)軍服務(wù)器市場的最大助力。

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