合适的固态硬盘 (SSD) 至关重要

合适的固态硬盘 (SSD) 至关重要

一些 IT 专业人士对固态硬盘 (SSD) 存在疑惑。在一些人印象中,所有制造的 SSD 都一样,它们之间没有真正差别,因为它们仅仅是闪存。事实并非如此。

为笔记本电脑或台式机等客户机(日常工作设备)打造 SSD 的方式,与为数据中心应用打造 SSD 的方式存在巨大差别。它们的工作负载大不相同。服务器工作负载通常一年到头、每周七天、每天 24 小时维持 100% 的负荷周期。但是,当我们一整天利用自己的计算机工作时,即便是在虚拟机上,我们也仅仅使用了极少资源,其余大量资源处于空闲状态。

服务器中安装的硬盘必须满足高负荷应用的持续需求和性能要求。我们不能简单地取出笔记本电脑的 SSD 并指望它在数据中心也能运行,就像不能期望标准轿车引擎可以驱动半挂式卡车。数据中心需要专门打造的企业级硬盘,从而大规模提供可预测的性能。

实现 SSD 性能一致性

SSD 被应用于比以往任何时候都多的数据中心应用中。在早期,SSD 有些名不见经传。IT 有点担心 SSD,但随着他们对这项技术信心不断提升,SSD 开始运用到更多高性能应用中,这种性能一致性在这类应用中变得重要起来。

要打造符合数据中心需求的 SSD,关键是实现与 IOPs 交付和延迟有关的性能一致性。为了测试这一点,可以创建性能脚本,在非常长的测试模式下观察每个 IO。

对工作负荷进行基准测试时一致性呈现一条直线,就是制造商调整的目的和 IT 架构师期望看到的结果从不存在 100% 的性能一致性,但是,对性能数据结果绘制图形时,避免了 IO 交付呈现锯齿形,也就是人们所称的“圣诞树”形状。

客户端 SSD IOPS 图形显示急剧波动的延迟、锯齿形

调试不当的硬盘可能性能大幅波动。在某个时刻,硬盘可能达到 50,000 IOPs,随后降至 20,000 IOPs,再然后又反弹到 60,000 IOPs。这些较大的数值能给规格表和销售材料添彩,而性能波动没有说明性能问题的全貌。金士顿企业级数据中心 SSD 旨在提供一致的性能水平,即便这意味着牺牲部分峰值性能水平。

服务器 SSD IOPS 图形显示可预测的延迟

这种一致性确保客户不会对性能不足感到失望,而是在管理他们的存储集群时拥有可预测的优势。之所以实现这种性能直线和一致性,很大程度上归功于 SSD 固件设计、预留空间大小和写缓存大小。

凭借更高的可预测性,我们的客户能够围绕一致性能打造应用,同时满足服务水平协议。

发送到硬盘的主机命令怎么样?

面对如此多的后台操作,例如 TRIM 命令、垃圾回收和主机命令,从固件调优的角度看,全部需要加以考虑。在硬件方面,我们在 SSD 中使用大容量 DRAM 缓存,以存储全部或较大部分的驱动器映射表,以及用作写入 SSD 的操作的写缓存。

延迟的行为与 IO 相同。例如,如果延迟维持在 5ms 以下,随后突破 500ms,再然后降低 5ms,那就有问题,因为这种不一致的性能可能出现在其他地方的应用中。

近年来,数据中心客户变得越来越成熟;过去,SSD 供应商可以向客户提供良好的客户端级硬盘,而客户会部署此硬盘,当出现故障时,客户就会移除此 SSD 并将其更换为更便宜的客户端硬盘。但是,今天的数据中心客户会对 SSD 抽丝剥茧,因为他们知道 SSD 存在不一致性问题,必须对 SSD 进行测试。

一流的企业级 SSD 如今利用大容量 DRAM 缓存,并在固件中进行了调优,以实现一致性。事实上,在促使这些曲线保持平滑的因素中,大约 90% 是在固件代码中完成的,而这正是金士顿产品的优势所在。

SATA 与 NVMe - 即插即用支持不佳

在当今的市场中,大约 80% 正在服役的 SSD 仍是串行 ATA (SATA)。SATA 标准保持相对较快的传输速度,在主板上占用相对较小的空间,这意味着利用出色的 RAID 模式可以安装更多硬盘。

NVMe 徽标

存储行业出现一个重大变动,企业开始弃用 SATA 接口并采用 NVMe (non-volatile memory express)。NVMe 是从零设计的基于闪存的 SSD。事实上,许多最新分析师预测表明,未来几年主流服务器将出现重大转变,因为 NVMe 有望突破与旧硬盘接口相关的 IO 和延迟局限。

过去十年来,SSD 是使用硬盘接口制造的,这在一开始是合理的,不过,存储专家多年来就清楚,还有更好的 SSD 接口。PCIe 是适合 SSD 的出色接口,但今天的许多服务器在存储容量和可用通道数量方面存在局限性。

一个简单的事实是,人们无法一夜之间突然转变并迁移到 NVMe。

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无论是针对 SATA 接口还是 NVMe 接口制造产品,金士顿对于性能一致性交付的标准是一样的。NVMe 天生具备更低延迟和更高 IO 交付,因此客户期望 NVMe 硬盘带来更高性能。

在选择合适的企业级 SSD 时,数据中心应寻找可降低延迟并减少 IO 性能悬崖风险的 SSD。

最后,客户必须考虑他们的基础架构是否准备好利用更新、更快的存储接口。SSD 至关重要,而客户为他们数据中心作出的选择变得越来越关键。

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