SSD为未来而生

孙杰贤

“流量一定的情况下，通过部署SSD技术，我们的服务器数量比用传统机械硬盘的服务器数量降低三分之一左右。虽然用SSD硬盘的成本相对较高，但由于服务器数量的减少，总体采购成本降为原来的1/2，而且SSD硬盘的运维成本也远低于传统机械硬盘。”在奇虎360系统部总监唐会军看来，经济因素是他们选择SSD的最大原动力。

当然还有一个考虑，那就是性能因素。去年8月奇虎360推出了360搜索，目前市场份额已经增长到17%左右，这对服务器和存储的冲击是巨大的。搜索的特点是随机IOPS比较高，而这恰恰是SSD技术性能最突出的地方，大约是传统机械硬盘的500-1000倍。用唐会军的话来说，搜索业务和SSD是天作之合。目前，奇虎360部署的SSD硬盘数量已经超过2万多块。

事实胜于雄辩

SSD即固态硬盘，也称作电子硬盘，是由控制单元和固态存储单元组成的硬盘。固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质。采用FLASH芯片作为存储介质的SSD硬盘，数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。采用DRAM作为存储介质的SSD硬盘被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业级的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器，可以阵列使用。由于固态硬盘没有普通硬盘的机械结构，也不存在机械硬盘的寻道问题，因此系统能够在低于1ms的时间内对任意位置存储单元完成输入/输出操作。存取速度快，这是固态硬盘最大的优点，无论是启动系统还是运行大型软件，固态硬盘的速度相比主流的机械硬盘有了质的飞跃。此外，小巧轻便也是SSD硬盘的突出优势。

对于SSD硬盘与传统机械硬盘的孰优孰劣的争论此前一直存在，不少人鉴于SSD在容量、寿命和可靠性等方面的劣势而断定SSD难以有所作为，然而事实胜于雄辩。SSD已经从零散的民用市场全面进入大规模企业级商用领域，奇虎360便是一个很好的案例，当然这样的案例还很多。

蓝汛是中国领先的专业CDN服务提供商，视频的爆发也让蓝汛的存储需求骤增，比原来多了上百倍。蓝汛在全国大概有500多个节点，在每个节点有超过100个T的存储能力。面对如此之大的存储需求，硬盘成为分发节点的最大瓶颈，传统机械硬盘150左右的IOPS很难应对大规模的并发访问。于是蓝汛与英特尔合作引入SSD技术。在单盘对比上看，传统机械硬盘只有150IOPS，而SSD能达到3万以上的IOPS，这种变化显然是革命性的。在至强E5处理器与SSD的配合下，蓝汛单个服务器处理性能较以往提升了5倍以上。性能提升的同时，响应时间也随之缩短，传统硬盘的读响应时间为5-13ms，而SSD的响应时间只有0.5ms，十几毫秒的提升足以让蓝汛在与其他CDN厂商的竞争中抢占先机。SSD虽然存在写入寿命的问题，但是在过去一年的测试和计算后得出的结论是：以蓝汛的业务类型，单块SSD完全具备10以上的使用寿命。

奇虎360和蓝汛这两个案例可以全面充分地说明，SSD是完全能够胜任苛刻的企业级运营环境要求的。

主流地位已定

曾有市场调研公司预测，2013年全球SSD市场的增长将会达到64%，许多人对此嗤之以鼻，认为预测过于大胆。而实际上，截至今年6月，全球SSD市场增长了90%，中国市场更是取得100%的增长，这让许多人大跌眼镜。而在英特尔公司非易失性存储器解决方案事业部市场总监Peter K. Hazen看来，SSD的异军突起是意料之中的事情，因为价值决定存在。他说：“今天的数据爆炸为数据中心专业人士带来了巨大的存储挑战，高延迟和缓慢的存储I/O会削弱数据中心为大数据或云计算应用提供快速、低延迟数据访问的能力。新一代的SSD技术可打破数据中心固态盘面临的各个方面的限制，其快速、一致的性能，强大的数据保护功能和高耐用性，能够帮助 IT 专业人员落实其要求最为严苛的技术规划。2011年我们在企业级固态盘里市场份额是25%，而2012年已经增长到44%，所以对于SSD今年的大爆发是完全可以预见的。”

SSD存储的主流地位基本已定，根据相关调研，国内许多企业已经开始规模部署SSD硬盘以用于改善服务器的性能，有的企业在新服务器部署时，如果没有相应的SSD硬盘，他们甚至会调整服务器部署时间。但是， SSD还存在这样一个问题，那就是接口速率的问题。

上面提到，SSD的核心优势是低延时和高速率，但是这一优势的发挥还取决于硬盘接口。当今最主流的存储系统使用的是第二代SATA和SAS接口，它们的传输速率在300MB/s左右。第三代SATA和SAS将其速度提高到了600MB/s，这样的速率足以支撑最快的机电驱动器，然而最新的NAND闪存配置和叠层芯片封装技术能传输的聚合闪存带宽超过了SATA 和 SAS互联后的传送能力。也就是说SSD的性能短板从闪存设备转移到了硬盘接口，而解决的办法是PCIe。

PCIe是最新的总线和接口标准，是由英特尔提出的下一代I/O接口标准，主要优势就是数据传输速率高，比如16X 2.0版本可达到10GB/s，而且还有相当大的发展潜力。因此，PCIe这样的接口显然能解决多通路闪存系统的带宽问题，而且还具备了更多的性能优势。PCIe +SSD不仅可以提高应用程序的速度的同时还降低了每IOPS成本。与此同时，将存储器移至PCIe连接会给系统开发者带来更多的挑战，那就是软件兼容性的问题，当然这无法阻止PCIe +SSD这对黄金搭档的发展势头，因为目前市场上还没有更好的解决方案。

唐会军也认为PCIe +SSD的组合是完美的，但同时指出，企业在选择何种接口形式的SSD硬盘时应该根据自己的具体需求来定。“PCIe代表大容量、高速率和低时延，但成本也相对较高，而且整个产业生态系统不是很完善，因此合适的才是最好的”。