SSD:亚种和前景




大家都记得,有第一个真正大规模的SSD产品。热情,增长率,数以万计的美丽的IOPS性能。几乎是田园诗。

当然,对于服务器(单台计算机,我们不的不考虑)的市场,这是一个巨大的进步 - 毕竟磁介质早已成为构建高性能解决方案的瓶颈。范数是几柜子有轮子,它们共同osilivali两三千IOPS和这里的机会,以提高的一百个或更多倍的生产率与单个驱动器​​(使用SAS 15K相比)。

乐观的是海,但在现实中却变成了不那么顺利。



这里和兼容性问题,以及资源的问题时,就把一切从最便宜的线路的服务器,性能下降的问题 - 仍然提出了疑问TRIM支持RAID控制器

固态硬盘技术的发展分阶段进行。首先,在高速线性操作的所有工作,实现了界面中。随着SATA II事情发生几乎立即征服了SATA III花了一些时间。下一步是建设有随机存取操作的性能,也有能够实现体面增长。

第二点,它提请注意的是性能的稳定性:



从Anandtech的检讨 I>
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平均而言,这当然是一个很大的,但是从跳跃到30K值几十个IOPS - 很难主轴生产性能稳定

第一个人说出来,是英特尔与DC S3700其行。



从Anandtech的检讨 I>
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如果该图的近似的右部,所述变异是在20%以内。为什么这很重要?
<011> 在该磁盘在RAID阵列中的行为是更加可预测的,控制器是非常容易的工作,当该阵列的所有成员都具有大致相同的性能。很少有人会想到打造7.2K阵列和15K同时驱动,和SSD阵列提供一系列的瞬时性能的百倍更糟。 应用程序,它需要持续,快速地获得或随机写入数据,将工作更具可预测性。 LI> OL>
 有相当长的时间和SAS驱动器上的SLC(单级单元)的存储空间成本和几乎无限的资源。当然,它们都被设计为在NAS操作 - 有一个双端口访问必须进行存储。随着时间的推移,有可EMLC存储更多的产品。当然,资源,回落,但仍然很可观,由于大量的备份是不是可用的用户内存。




现代SAS SSD硬盘的示例 I>

因为它们最初被开发用于在企业系统中使用,其性能稳定,立即是在高度。由于硬盘接近的性能测试SSD的小应用,产业联盟全球网络存储工业协会(SNIA)开发了一种特殊的技术,SNIA固态存储性能测试。该方法的主要特点 - 光盘第一“准备”,训练的目的 - 得分全部可用内存,尤其是智能控制器将不仅对选定的磁盘容量的数据,他散布在可用内存中的数据。为了获得在长时间连续操作中合成的面团后的真实环境中的光盘的结果 - 它应该拒绝访问“新鲜”的存储器,其中数据从未。在此之后,实际测试:




随机阅读 I>




随机交 I>

随机记录显示12G SAS的显著优势,但CPU处理流程增加了2倍以上。

在市场上的SAS / SATA固态当前位置的

磁盘被分成几组,其中每一个已被成功地用于某些任务。
家用车轮与阅读任务。其中使用软件阵列俄罗斯互联网控股非常流行的选择。这个小组可能包括光盘东芝HG5d,这是定位于入门级企业工作负载(完美的操作系统安装或原发性阅读的问题)的类型。住这样的负荷下长期很少仍需快乐呢? LI> 企业1-3的CD完全重写的日子。放置在仓库的记录一小部分读密集型或读取缓存。与RAID控制器正常工作,有些是由储存,并有SAS接口,磁盘缓存一定的保护电容器。不显着更昂贵的第一集团。 光碟,在10天完全重写。多才多艺的主力两台服务器(它主要用于SATA驱动器),并在存储。相当昂贵的第一集团。 驱动器与25完全重写的日子。最昂贵,速度最快,堆内存的规定中明确规定每可用容量千兆字节的价格也不便宜。 LI> OL>
 现在告诉SSD在一个不寻常的表现,因为闪光灯(不像磁板),可以放在任何地方。

SATA固态硬盘格式DIMM B>

由于生长在内存模块的体积和Intel / AMD的增加由括号中的处理器的几台服务器使用主板上的所有插槽支持的内存量的努力。

在我们的经验中,存储器中的服务器甚至16巴,不会发生过于频繁,而模型RS130 / 230 G 4提供了24个槽的系统。




很多很多的内存 I>

空闲时,平台等部分 - 被深深的伤害和烦恼。
你可以用这个做什么?
空槽可以采取SSD硬盘!
例如,这样的方法:




SSD DIMM格式 I>

现在我们有一些这些驱动器进行验证,其中的容量达到200GB的SLC内存和480GB的MLC / EMLC。

从技术上讲,这是一种正常的基于控制器的SSD采用SandForce SF-2281,朋友众多格式的光盘2.5英寸;而在廉价磁盘问题的阅读优势(第一组)非常受欢迎。接口 - 一个标准SATA,从存储器槽被取唯一的食物。闪存使用东芝(MLC NAND切换模式2.0,19nm)TH58TEG8DDJBA8C,3K P / E周期,共256千兆字节。许误码率(BER)小于1 10 ^ 17比特读取(它给出 - 被认为以前材料的硬磁盘)。




查看控制器 I>

安装服务器是简单和容易 - 只需插入内存插槽(三需要的功率),并拉动电缆连接到端口:




服务器类型 I>

原方案 B>

目前的SSD采用常规的SATA连接器,它不会对所有的电路板出现。例如,我们的RS130 G4只有两个这样的接口。如果有必要,你可以将团结一致4块SSD的迷你SAS或mini-SAS HD电缆。



迷你SAS电缆 I>

使用此选项,您可以进行各种有趣的物品,如:



32固态硬盘在机箱的高度1U I>

临固态硬盘采用标准的SAS / SATA接口,也许,应有尽有。在接下来的文章中,我们将探讨的PCIe SSD和自己的未来,但现在一点关于确定资源SSD写入的方法。

资源上的记录 B>

在家中使用的人很少关心资源磁盘来记录,而对于更严重的问题,这个值可以是至关重要的。已成为传统措施覆盖磁盘每日磁盘的数目写入每日(DWPD),其被定义为总金额的记录,数据的总太字节写,由操作(通常为5年)的时间划分。最好的SATA驱动器有一个创纪录的10 DWPD,最好的SAS SSD达到45 DWPD。

请问这个神奇的测量?我们需要深入到闪存的理论。

冲洗的主要特征 - 写(程序)单元格数据首先需要删除(清除)。不幸的是,你不能简单地删除单元格,这样的操作都进行了块(擦除块),最小记忆中抹去,包括几页。页面 - 这是存储器,可以读出或写入的单个读/写操作的最小面积

因此,程序的概念/擦除周期 - 编程/擦除周期。记录数据块中的一个或多个页面,并且擦除该块中的任何命令。

从逻辑上讲,要素的概念,增加了记录 - 写入放大因子(WAF)。记录在光盘上的数据量,由发送到该记录系统的数据量划分。

是什么影响了WAF?
自然负荷:
在顺序或随机的; 或大或小的块; 是否有对齐的数据块大小; 数据类型(尤其是固态硬盘与支持压缩)。 LI> UL>
 例如,如果系统发送写入4KB和16KB记录在闪光(1块)上,在WAF = 4



一个块闪存 I>

这里,一个块表示与非门,由64页。假设每个页面具有2KB容量(四个象限),如每块256个扇区的结果。该块的所有页面占用有用的数据。假定系统中的块仅覆盖少数行业。



页面覆盖 I>

写8个扇区,我们需要:
读取整个块到内存中。 1,页2和3。 NAND的清除块更改数据。 记录内存块。 LI> OL>
 总256个扇区擦除和重写为仅有8变化,WAF已经32.但是小块和所有恐怖非优化算法来冲洗,书写大型块时WAF将等于1。

JEDEC(工业联合会任何微电子学)已经确定了一堆影响固态硬盘驱动器的整个生命周期的因素,衍生为依赖于F(TBW)=(TBW×2×WAF)/℃,一个函数,其中C - 磁盘的容量,并且在因子2被引入防止磨损的闪存存储的可靠性的影响。

其中,TBW闪存容量* PE周期/ 2 * WA

作为结果,每个SSD的活力通过负载的种类,这需要手动确定来确定。对于随机操作的线性记录最简单的情况下,将被更强烈地受供给NAND闪速存储器,它是未由用户使用。

如果你有3K P / E周期的驱动器上存储单元,那么线性记录TBW = 384或约1 DWPD 256GB的容量为5年。

企业工作量,对JEDEC'u,WA提供大约等于5,或约0,2 DWPD 5年。

资料来源: habrahabr.ru/company/etegro/blog/217735/