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多级闪存阵列是否会进入数据中心?
出处:存储在线 加入时间:2014-09-18

多级存储这个概念已经为数据中心和大型服务器基地所熟悉。

过去,这通常是通过一条总线将不同转速的磁盘连接起来的方式组成的,比如将配备15000转硬盘的SCSI磁盘阵列设为快速访问区,而将配备7200转或5400转硬盘的磁盘阵列设为慢速访问区。

然而,这通常是通过使用完全不同的界面和磁盘来实现的,比如将SAS接口的闪盘作为快速访问区,将SATA接口的传统硬盘设为低速访问区。

可是,闪存并不是一个单一的概念。它是由一整套技术组成,共有三个成员:

· SLC(单级单元):每个存储单元都可以储存一个比特的数据;

· MLC(多级单元):它是在SLC的基础上扩展所得,其实应该被称作双级单元,因为每个存储单元可以储存最多两个比特的数据;

· TLC(三级单元):令人惊奇的是,三级单元的每个存储单元可以储存最多三个比特的数据。

正如在所有的计算应用中所见的那样,这种看似最佳选择的技术其实也有很多缺点。首先,闪存损耗的速度很快,随着用户在每个存储单元中不断写入和擦除数据,那些存储单元就会逐渐退化,最终变得无法使用,因为它不能再承载电荷了。

磨损

SLC的速度超快,而且使用寿命是最长的,但是它的价格最昂贵。因为储存相同数量的数据,你需要的SLC存储容量将会是MLC存储容量的两倍。

TLC的使用寿命最短,每个存储单元只能在八个电压级中的一个电压级上有效,相比之下SLC的有效电压级是两个,MLC是四个。你在存储系统中划分的级数越多,与磨损有关的错误率就越高,但是它的价格是相当便宜的。

现在,MLC似乎才是一个中庸或平衡的选择,因为它在使用寿命、访问速度和成本价格上面都处于一个相对中性的水平。

鉴于此,我们再来看看为什么我们要在数据中心里首先考虑部署多级存储的两个主要原因。

基于磁盘的备份:越来越多的企业开始使用廉价的SATA接口硬盘,将它们作为辅助存储媒介来代替磁带,而磁带则仅用于归档应用。

我曾经在很多完全没有磁盘驱动器的企业工作过,因为他们有多个站点,使用大量的廉价磁盘来备份数据。当他们想要归档数据以便带走时,他们会将数据拷贝到移动硬盘上。

为特殊应用量身打造的高速存储:面向极少数数据加强型应用打造超高速硬盘。

下面我们来仔细分析一下这些应用方案。

对于基于磁盘的备份来说,你可能很快就能使用闪存了,原因很简单:“太便宜了”。 在备份上面,你肯定希望存储成本又低,容量又大,然而闪存要想完全取代传统磁盘,可能还要过几年才行。

对于高速存储应用方案来说,有两个可选的方案:

· 如果你现在有很多传统硬盘,而你需要一些快速访问的存储媒介,那么你可以在传统硬盘层级上添加一个闪存层级。

· 你现在拥有大量闪存存储器(速度超快的),如果你需要更快的访问速度,或许你不仅可以从存储技术的角度入手,还可以考虑一下整个基础存储子系统。

· 从表面来看,对多级闪存阵列的需求不说极少,至少也是很有限的。

· 我这么说是什么意思? 不可见的闪存阵列?

谁拥有最好的控制器?

当前市面上的闪存技术存在的一个重要因素是,因为闪存磁盘很容易磨损,因此厂商们就开始在提高控制器技术上面动脑筋,以抵消使用寿命有限带来的不利影响。

因此,这些控制器在设计时就会考虑诸如“损耗调整”的概念,即把负载平均散布到磁盘的所有存储单元上。 你看不见这个,但它就是这么做的。

闪存磁盘已经作为预存储层出现在传统磁盘阵列上。就象RAIDSCSI控制器配备了RAM形式的板上超高速缓存一样,我们在高速主机和低速传统硬盘之间的存储阵列中也看到了高速超高速缓存磁盘的身影。

使用闪存还是不使用闪存?

在当前的技术水平下,两级阵列这个概念并非遥不可及,我们可以在主机所在的层级上使用少量高速、使用寿命较长的SLC磁盘,同时在后台辅以大量低速、使用寿命相对较短的MLCTLC磁盘,另外再附加一个有效的控制器来决定将数据从高速层级转向低速层级的时机。

奢侈的体验

但是,很难想象闪存存储能否在未来的一两年里继续保持青春,还是会有很多企业去使用多级闪存存储。

安装具有一定规模的闪存存储基础设施所需的投资必定不小,你不仅要考虑磁盘的成本,还要考虑整个存储基础设施的成本,因为你必须确保主机能够发挥出存储的最大用途。

因此,近期考虑的问题就不会是“我应该使用哪种类型的闪存?” 而应该是“使用闪存还是不使用闪存?”。

在未来的三到五年里,当闪存的商业化程度进一步提高时,我们也许会开始看到人们将闪存用在SAN中,就象他们现在使用15000转和7200转的传统硬盘一样。

但是,目前多级闪存可能仍然只适用于阵列中,并且完全由智能控制器单元来控制。系统管理员只要做好技术监控工作就行了。

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