分層存儲中的高速層

輔助DRAM的第二層磁盤快取存儲器

由于個別廠商產(chǎn)品定位、架構(gòu)等方面的差異，目前SSD在外接存儲設(shè)備上的應(yīng)用形成了3種型態(tài)：

– 純粹的固態(tài)式磁盤陣列：以Flash存儲器作為存儲介質(zhì)，搭配DRAM磁盤快取存儲器組成純固態(tài)磁盤陣列，借以擺脫傳統(tǒng)硬盤搜索回應(yīng)時間的瓶頸，供對IOPS能效有特殊需求的用戶使用。

– 分層存儲中的高速層：利用SSD取代過去的1.5萬轉(zhuǎn)硬盤，作為分層存儲機制中的高速存取層，用以存放存取頻率最高的“熱點”數(shù)據(jù)。

– Flash磁盤快取存儲器：利用Flash存儲器作為第2層的磁盤快取存儲器，輔助DRAM構(gòu)成的第1層磁盤快取存儲器。

很久以前，就已有廠商推出以DRAM為基礎(chǔ)的高速固態(tài)磁盤陣列，但為了將數(shù)據(jù)長期存放在屬于揮發(fā)性存儲器的DRAM上，必須搭配以復(fù)雜的電源供應(yīng)與備份機制，而NAND Flash存儲器與SSD的速度雖然比不上DRAM,但能作為一種成本相對較低、且為非揮發(fā)性的固態(tài)存儲介質(zhì)，因此DRAM+ Flash存儲器的組合很快便成為純固態(tài)式磁盤陣列的主要型式。盡管如此，純固態(tài)磁盤陣列的成本仍非常高昂，而且為了確保足夠的能效，往往還需搭配使用非主流的主機端傳輸介面，如InfiniBand或PCI-e等，以致限制了應(yīng)用領(lǐng)域。

在成本考量下，相比于純固態(tài)式的存儲系統(tǒng)，混合使用NAND Flash存儲器與傳統(tǒng)硬盤的混合存儲系統(tǒng)，顯然更為實用的多。因此當(dāng)前Flash存儲器/SSD硬盤在企業(yè)存儲設(shè)備中的主流應(yīng)用，便是另外兩種型態(tài)-即分層存儲與第2層磁盤快取存儲器，由此也形成了兩大陣營。

分層存儲中的SSD

分層存儲是個由來已久的作法，可按存取時間或存取頻率區(qū)分，將數(shù)據(jù)分別存放到不同存取速度/成本的存儲介質(zhì)上，從而在存取能效與成本間取得較佳的平衡。

分層操作可以手動方式執(zhí)行，也可以軟件程序自動執(zhí)行，但考慮到企業(yè)存儲環(huán)境的復(fù)雜性、管理人員的操作負(fù)擔(dān)，以及因應(yīng)存取行為變化、即時調(diào)整數(shù)據(jù)分布組態(tài)以達到最佳化分層效果的要求，任何非自動化的分層存儲管理，在實務(wù)上都是難以執(zhí)行的，唯一的選擇就只有自動化分層存儲。

早期的自動化分層存儲產(chǎn)品多半是針對特定應(yīng)用程序（最常見的是郵件），且采獨立部署的軟件形式，搭配不同的存儲裝置運作（如磁盤陣列與磁帶等）。不過Compellent、3PAR等廠商，在2005年前后推出了整合在磁盤陣列控制器中的自動分層存儲技術(shù)，把分層存儲整合在存儲設(shè)備底層，成為一種與前端應(yīng)用程序無關(guān)、適用范圍更廣的分層存儲應(yīng)用型態(tài)。

分層式存儲的目的，是利用不同能效/價格的存儲設(shè)備組成存儲系統(tǒng)，借以適應(yīng)前端不同應(yīng)用的需求，讓關(guān)鍵應(yīng)用使用高能效存儲裝置，非關(guān)鍵應(yīng)用則使用能效較低但也較廉價的存儲裝置，以便在控制存儲成本的同時，又確保關(guān)鍵應(yīng)用可獲得必要的能效。

在SSD普及之前，通常是以不同轉(zhuǎn)速的硬盤來構(gòu)成存儲分層，典型如：

第1層：能效最高、但單位容量價格也最貴的1.5萬轉(zhuǎn)FC或SAS介面硬盤。

第2層：能效與單位容量價格中等的1萬轉(zhuǎn)FC或SAS介面硬盤。

第3層：能效最低、但單位容量價格也便宜的7,200轉(zhuǎn)SATA介面硬盤。

隨著固態(tài)硬盤的逐漸普及，也改變了傳統(tǒng)的存儲分層區(qū)分，由固態(tài)硬盤取代1.5萬轉(zhuǎn)硬盤的第1層地位，或是在原有第1層之上，增加一個能效更高的第0層。

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