使用閃存 SSD 提升效能，並降低成本

2009 年 07 / 08 月 昇陽《Inner Circle》電子報 如何平安度過經濟風暴 本期的昇陽資訊長 Bob Worrall 觀點 分享： 相關資源 昇陽的快閃記憶體技術 昇陽開放儲存系統 昇陽混合儲存集區 如何使用快閃記憶體技術和 Solaris ZFS 檔案系統部署混合儲存集區 如何最佳化系統，以使用快閃記憶體取代硬碟機 Inner Circle 訂戶中心 取得符合您興趣和需求的內容： » 更新您的設定檔。 不是會員？ » 立即加入。 聯絡昇陽

想要快速、輕鬆且大幅提升儲存效能和經濟效益嗎？ 深入了解閃存 SSD。

摩爾定律 (Moore's Law) 仍然有效。處理器的 IC 電晶體數目持續增加，速度愈來愈快，且價格更加便宜，而多核心的時代更讓利潤倍增。那麼為何提升應用程式的效能，仍是一項高成本的難題？

因為效能的瓶頸在 I/O，而非原始的處理能力。對現今資料密集 (data-intensive) 的應用程式而言，搜尋時間、轉動延遲和 IOPS (input/output operations per second)（每秒輸入 / 輸出操作數）已成為較 CPU 速度更具意義的應用程式效能衡量方式。

快閃記憶體技術可提供高效能、節省能源、可改寫和可重新編程的記憶體功能，以合理的價格打破 I/O 瓶頸。閃存固態硬碟 (SSD) 的效能遠優於傳統硬碟 (HDD)，且成本遠低於動態隨機存取記憶體 (DRAM)，因此閃存 SSD 在與性價比 (price/performance) 有關的技術之間一夕爆紅。

這就是為何快閃記憶體技術在企業資料中心的地位快速竄升，且昇陽在開發閃存產品方面居於領導地位的原因。

快閃記憶體功能為 IT 架構帶來突破性進展

事實上，昇陽電腦是第一家在整個系統組合產品中（包括昇陽刀鋒系統、x64 系統及 CoolThreads 伺服器），整合快閃記憶體技術的系統大廠。而昇陽的新型快閃記憶體模組現已上市，採用全球首創的企業級開放標準快閃記憶體設計，可供開發人員和 OpenSolaris Storage 社群發展創新的快閃記憶體產品。

但快閃記憶體還具備額外功能，可為 IT 架構帶來突破性進展，尤其是在儲存環境。例如：

• 加速交易處理： 只要具備高階寫入偏差 (write-biased) 快閃記憶體 （適用於寫入操作的快閃記憶體），快閃記憶體即可快速回應同步要求，這在資料密集的交易處理應用程式中很常見。快閃記憶體可作為這些操作的緩衝記憶體。
• 快閃記憶體可作為快取記憶體： 快閃記憶體可作為 Level 3 或 Level 4 快取記憶體並加以管理，可取代昂貴的 DRAM。它能有效建立極大的第二快取記憶體，在主記憶體快取釋放出部分資源時，成為讀取偏差 (read-biased) 閃存快取記憶體，讓您擁有更大的工作集。

此外，閃存 SSD 結合其他昇陽技術後，可提供新的方法，以建構支援更高效能、耗電量更低以及總成本更低的儲存環境； 而昇陽獨有的「混合儲存集區」概念，正是最好的例子。

混合儲存集區： 前所未有的性價比

混合儲存集區是建構儲存基礎建設的新方法，可將資料置於最有效利用的位置。混合儲存集區使用閃存 SSD 作為新的儲存階層，此階層位於傳統轉動式媒介（例如 15K RPM HDD）與較快但價錢較高的記憶體（例如 DRAM）之間。

通常可利用閃存 SSD 強化現有的環境，而不是以閃存裝置取代舊有的組件。舉例來說，您可以在儲存集區中整合少量的快閃 SSD 供資料快取使用，以有效提升高 I/O 密集性工作量的效能。而且閃存 SSD 的價格遠低於 DRAM，又內含更多 IC 電晶體數目，因此閃存 SSD、傳統 HDD 及 DRAM 式裝置的組合，可讓整個儲存基礎建設為應用程式提供更快速度，並降低總基礎建設的成本。SSD 還能有效減少耗電量，相較於轉動式硬碟，省電量高達 80%。

昇陽其他的創新產品，扮演了關鍵性的角色。舉例來說，Solaris ZFS 檔案系統充分利用閃存 SSD 的成本和性能效益，進而提供更好的應用程式和檔案系統效能。

昇陽系統部執行副總 John Fowler 表示：「您在執行 Solaris ZFS 檔案系統的儲存系統中加入閃存 SSD 後，即可輕鬆地讓系統速度變得更快。不需要放棄甚麼，就能獲得前所未有的性價比，減少儲存基礎建設的總耗電量，並提升整體可靠性。」

Solaris ZFS 能夠完全快取 SSD 上的資料，克服修改應用程式的需求。不同於發展性較低的檔案系統，ZFS 能夠辨識不同類型的媒介，同時最佳化各種媒介處理方式，以獲得最大的系統產能。

Fowler 表示：「ZFS 最大的優點在於能自動搬移資料，其他檔案系統則必須手動管理硬碟的位置，並來回搬動資料。ZFS 會自動將經常使用的資料，導引至快速的 SSD，而將較不常用的資料，導引至較慢、價錢較低的 HDD。」

特定產品內建的額外功能，可進一步增強閃存 SSD 的效益。舉例來說，Sun Storage 7000 系列整合儲存系統加入了停電時的寫入快取 (write-cache) 防護功能 ，進而提升可靠性。這些系統也可以利用 DTrace Analytics 軟體，讓管理員快速找出並隔離問題，同時最佳化儲存效能和容量使用率；所有作業都在系統持續生產中同步進行。

考慮使用混合儲存集區的時機

混合儲存集區是要求最嚴苛之 I/O 密集儲存環境的最佳選擇，但也能因應一般企業問題的各種狀況。請看看下面的例子：

• 無需擴充資料中心，即可擴展企業服務。許多公司只是因為網路服務的需求大增，或資料中心合併，而耗盡公司資料中心的空間。混合儲存集區可讓企業達成服務水準協議 (service-level agreement)，而大幅減少實體硬碟機的數量。企業常無需擴充資料中心的空間、電源和散熱需求，即可持續擴展服務的質與量。
• 降低儲存基礎建設的總體擁有成本。使用 Sun Storage 7000 系列產品作為混合儲存集區的基礎，可透過各種方法降低 TCO： 不需昂貴且耗電的 15K RPM 硬碟機，即可提供相同的效能和更好的產能； 只需佔用傳統基礎建設所需的一小部分實體空間，即可提供相同的儲存空間； 相較於其他專利系統，可節省大量的授權費用。

舉例來說，假設一個使用 350 GB 工作集的應用程式環境，需要 30,000 IOPS 以達成服務水準協議，便需要 100 個 15K RPM HDD。假設硬碟機容量為 300GB、耗電量為 17.5 瓦，且每個售價美金 750 元，此傳統環境即可提供所需的 IOPS，並具備 30TB 的容量，但是需要美金 75,000 元的購買費用，並消耗 1.75 kWh 的電力。

如果使用混合儲存集區，只要 6 個 64 GB SSD（每個售價美金 1,000 元）即可提供必要的 30,000 IOPS，並擁有 350GB 工作集。成本較低的高容量硬碟機可用於儲存其他資料； 30 個 1TB 7200 RPM 硬碟機，每個售價美金 689 元（共美金 20,670 元），耗電量為 13 瓦，可提供具成本效益的 HDD 儲存。藉此節省的成本和電力相當可觀： 可節省 64% 的購買成本，以及 77% 的耗電量。