固态存储器正在慢慢地接管数据中心

固态存储在移动设备和笔记本电脑中已经变得无处不在。但它也彻底改变了企业数据中心、云计算服务等领域的存储。

抛开可移植性因素不谈，固态硬盘(ssd)正成为企业加速大规模存储系统的一种巨大增长潜力。

从历史上看，商业上使用的存储设备要么是磁带，要么是硬盘，两者都会旋转，消耗大量能量，释放大量热量(通常需要昂贵的冷却)。

另一方面，固态硬盘速度更快、效率更高，产生的热量也少得多，因此非常适合在数据中心使用。它们还没有成为旋转磁盘的直接替代品的唯一原因是，它们每gb的成本相对较高，而且在许多数据中心应用程序中需要大量的数据写入。

尽管SSD供应商尝试先进的压缩和重复数据删除技术工程师围绕这些问题——以及将如何以及在何处存储数据,SSD今天基本上为有限的用例提供答案(如小型数据库),但低于使用大型负载时的数据。这包括大量的非结构化数据，它们代表了当今存储增长的主要部分。

尽管如此，固态存储作为标准硬盘(HDD)存储的补充解决方案在企业应用程序中的应用仍在快速增长。据研究公司国际数据公司(IDC)的分析师说，2011年全球固态存储行业收入达到50亿美元，较2010年的24亿美元增长105%。SSD供应商也为企业和存储公司提供了改进的技术选择。IHS iSuppli的分析师估计，2013年将有大约1800万台容量更高的ssd(从80GB到512GB不等)上市，到2016年，这一数字预计将增长到6900万台。

但是，如果固态硬盘不会淘汰旋转硬盘或磁带，那么所有这些SDD单元在存储生态系统中的位置又在哪里呢?

固态硬盘最适用于访问需要快速但容量不大的数据。SSD技术在延迟时间或延迟可能意味着损失的应用程序(如交易平台和金融系统)中也是有道理的。这些属性也使得ssd成为云存储产品的首选。需要快速访问的数据放在SSD上，而不那么关键的数据可以存储在更传统、更慢、更便宜的旋转磁盘上。这种安排使云存储提供商能够利用ssd和其他存储技术以最低的成本提供广泛的服务。

“解决他们所面临的挑战是,IOPS(输入/输出或I / O操作每秒)上乘ssd但每gb存储是数量级的成本高于转动硬盘,“Sanjay帕尔克解释说,早期参与solid-state-hard-drive-cloud-storage启动SolidFire。“他们在固态硬盘上开发了一层，在保持高IOPS的同时，降低了有效存储成本。”

随着价格最终下降，Parekh指出，ssd应该取代大多数其他存储技术。但是像磁带和磁性硬盘这样的备份系统总会有一席之地。他补充说，使用多种存储技术的分布式系统最适合长期数据安全，因为将所有数据放在一个存储介质上是不明智的。

目前，在传统存储的基础上使用SSD作为加速层可以提供最好的存储环境。相对较小的高性能SSD单元可以通过替换或增加内存缓存来加速所有应用程序。

Starboard Storage的首席技术官基里尔•马尔金(Kirill Malkin)表示:“它能立即按需提供性能，同时使热数据能够保存在成本较高的ssd上，而大部分静止数据则可以保存在保护良好的传统磁盘驱动器上。”这样，SSD子系统提供了性能效率，而磁盘子系统优化了容量效率。此外，使用具有不同性能和容量特征的多个SSD层可以实现高效、及时的I/O优化，从而将多个应用程序合并到一个存储平台上，为每个工作负载和用例提供适当大小的资源。值得注意的是，这种方法需要彻底重新考虑存储堆栈，包括所有资源的动态池和实现性能控制。”

在更传统的存储环境中作为性能层使用时，SSD可以延长该体系结构的寿命。但他补充说，这种架构本质上是低效的，因为它涉及到固态和旋转存储设备之间的大量“影子”传输。成功地“调优”这样的存储系统需要对应用程序行为有深入的了解，这使得设置和使用变得更加困难。

Malkin补充说，考虑到这些问题，适当调整固态存储层的大小可能会非常困难，通常会导致大量的过度供应，从而达到所需的性能目标。传统存储系统体系结构中的SSD层通常在适合当前复杂存储系统或遗留RAID(独立磁盘冗余阵列)控制器和RAID组管理的方式上受到限制。

但为了让固态硬盘占据存储生态系统，制造商将不得不降低该技术相对于传统存储解决方案的价格溢价。如今，一个硬盘驱动器每千兆字节可能要花费0.24美分，而一个SSD每千兆字节可能要花费2美元或更多。当您开始讨论使用ssd装备大型数据中心时，这是一个巨大的差异。

供应商试图平衡价格、容量和性能的一种方法是使用多级单元(MLC)固态硬盘。然而，由于其固有的低耐久性，基于mlc的ssd在写密集型应用中很快就会磨损。另一种方法是TLC flash或每单元三比特flash ssd，但问题随后变成了物理问题。添加电池意味着将组件缩小到14纳米以下，这使得管理起来很困难，而且比起解决当前存储问题的实际解决方案，这更像是一项正在进行的工作。

“自从ssd成为企业绩效的可行选择以来，成本和可靠性一直是评价的关键点。然而，随着IT购买者开始更好地了解这项技术的优缺点，我们看到耐力和成本之间的平衡越来越重要。

作为替代方案，许多公司正在考虑混合存储系统。混合系统结合了旋转磁盘和SSD存储介质来平衡容量和性能。大容量的混合存储设备每tb的成本为500美元，这使它们适合单个超级系统，但不一定是一种降低大型数据中心存储阵列成本的方法。

在可预见的将来，所有类型的存储格式都可能共存，在传统的存储系统中添加ssd作为主要的模式。(这主要是因为传统存储系统的庞大安装基础和易于理解的体系结构。)尽管最终，由于SSD的价格由于摩尔定律而下降，专家们预计该行业将逐渐过渡到一个全SSD系统用于不断增长的应用程序子集的世界。对于SSD的性能改进在经济上不合理的工作负载，将继续使用SSD加速系统，直到SSD的价格溢价变得微不足道。