為你的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境選擇合適的固態(tài)盤(pán)（SSD）是一項(xiàng)關(guān)鍵決定——同樣關(guān)鍵的是，確保你有合適的控制器可以最大限度上利用這種昂貴的驅(qū)動(dòng)器。

本系列的前兩篇文章談到了固態(tài)盤(pán)應(yīng)用、軟件問(wèn)題、可靠性和性能等問(wèn)題。

作為最后一部分，本文中我們將討論固態(tài)盤(pán)的內(nèi)部設(shè)計(jì)以及SAS和RAID控制器的使用——這對(duì)于從最大限度上利用固態(tài)盤(pán)來(lái)說(shuō)是一些重要的選擇。如果你的應(yīng)用要求固態(tài)盤(pán)那樣的性能，那么你需要確保采用了正確的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)投資最大化。

你在以上每個(gè)方面的決策都將決定在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境中使用固態(tài)盤(pán)是否能取得成功，或者它僅僅是帶來(lái)性能上小幅提升的高成本附加技術(shù)。考慮到固態(tài)盤(pán)的成本，恐怕你最不希望看到的就是后者了。

固態(tài)盤(pán)內(nèi)部設(shè)計(jì)

毫無(wú)疑問(wèn)，這將是你要做出的最重要的決定：你需要尋找一款可以讓你所能交付的性能與你所需的可靠性相匹配的固態(tài)盤(pán)。

這個(gè)決策流程的第一步也是最重要的一步就是，了解你需要寫(xiě)入多少數(shù)據(jù)以及這些寫(xiě)入是突發(fā)的還是連續(xù)的。這很重要，因?yàn)閷?duì)于很多固態(tài)盤(pán)來(lái)說(shuō)，突發(fā)的寫(xiě)入會(huì)因?yàn)閾p耗均衡優(yōu)化而影響性能，固態(tài)盤(pán)內(nèi)部的帶寬也許不足以處理來(lái)自通道的寫(xiě)入并滿足固件的損耗均衡要求。

損耗均衡：固態(tài)盤(pán)廠商的損耗均衡固件設(shè)計(jì)對(duì)于寫(xiě)入性能來(lái)說(shuō)十分關(guān)鍵。重要的是，決定算法是否達(dá)到損耗前水平使得你有額外的塊來(lái)提前寫(xiě)入，或者在考慮到內(nèi)部帶寬的情況下，使損耗平衡和寫(xiě)入不會(huì)影響固態(tài)盤(pán)。

內(nèi)部帶寬：內(nèi)部帶寬的問(wèn)題很少被人們提及，但這也許是選擇固態(tài)盤(pán)時(shí)最重要的考慮因素。目前這個(gè)行業(yè)正在快速?gòu)?Gb SAS升級(jí)到6Gb SAS，不少固態(tài)盤(pán)廠商甚至宣稱可以提供超過(guò)300MB/s的寫(xiě)入性能。在使用3Gb SAS的情況下，最高性能大約是300MB/s，使用6Gb SAS的情況下大約為600MB/s，如果寫(xiě)入性能達(dá)到300MB/s的話，也就是說(shuō)這個(gè)固態(tài)盤(pán)的內(nèi)部帶寬僅為300MB/s，那么在寫(xiě)入過(guò)程中，損耗均衡算法很有可能有很高的優(yōu)先級(jí)，從而導(dǎo)致寫(xiě)入性能大幅降低。很多情況下，損耗均衡寫(xiě)入的數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于寫(xiě)入數(shù)據(jù)流，在我所見(jiàn)過(guò)很糟糕的設(shè)置環(huán)境中，這個(gè)比例甚至達(dá)到了4:1。這意味著寫(xiě)入性能可能會(huì)下滑到60MB/s，損耗均衡可能為240MB/s。顯然，對(duì)于流式寫(xiě)入性能來(lái)說(shuō)，60MB/s這個(gè)速度是低于大多數(shù)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的，尤其是企業(yè)級(jí)驅(qū)動(dòng)器。你會(huì)對(duì)我所見(jiàn)過(guò)這種糟糕設(shè)置的驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量而感到驚訝——即使廠商聲稱他們的驅(qū)動(dòng)器是企業(yè)級(jí)質(zhì)量的。

在考慮固態(tài)盤(pán)的內(nèi)部帶寬時(shí)必須將外部帶寬（通道）、固態(tài)盤(pán)讀取和（更重要的）寫(xiě)入的最大全雙工性能、根據(jù)算法和寫(xiě)入數(shù)量估算出損耗均衡將占用的最大帶寬。在我看來(lái)，固態(tài)盤(pán)內(nèi)部帶寬是固態(tài)盤(pán)規(guī)劃和設(shè)計(jì)過(guò)程中最容易被忽略的一塊，也是針對(duì)寫(xiě)入密集型工作負(fù)載所要考慮的最重要設(shè)計(jì)因素。


在RAID控制器中使用固態(tài)盤(pán)

現(xiàn)在，即使是性能最高的RAID控制器也無(wú)法支持僅僅3個(gè)速度最快的固態(tài)盤(pán)的IOPS。我說(shuō)的不是磁盤(pán)托架，而是整個(gè)RAID控制器。如果你完全發(fā)揮這些高成本固態(tài)盤(pán)的性能，那么你需要利用這些5萬(wàn)美元或者10萬(wàn)美元的RAID控制器，不要給它配置過(guò)多的驅(qū)動(dòng)器。實(shí)際上，現(xiàn)在大多數(shù)廠商的一個(gè)磁盤(pán)托架上可以部署16～60個(gè)驅(qū)動(dòng)器，你甚至不能裝滿一整個(gè)托架。而且，有些RAID廠商的磁盤(pán)托架只是針對(duì)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的性能設(shè)計(jì)的，你會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)固態(tài)盤(pán)平均的磁盤(pán)托架成本是很高的。你可能會(huì)想，干脆就不要在RAID中使用固態(tài)盤(pán)嘛，但事情并不是那么簡(jiǎn)單的。RAID中的固態(tài)盤(pán)在配置、RAID等級(jí)、熱備份和故障管理方面擁有很重要的管理優(yōu)勢(shì)。

·配置：很多站點(diǎn)不會(huì)將一整個(gè)固態(tài)盤(pán)全用于一個(gè)文件系統(tǒng)或者應(yīng)用，因此你需要能夠分配空間。RAID控制器在這方面可以做得很好。RAID控制器支持LUN創(chuàng)建、LUN掩碼、不同的配置選項(xiàng)和功能，在與你其他文件系統(tǒng)保持一致的結(jié)構(gòu)下執(zhí)行這些功能。

·RAID等級(jí)：很少有人會(huì)針對(duì)固態(tài)盤(pán)使用RAID-5或者RAID-6，因?yàn)楹芏郣AID控制器無(wú)法維持三個(gè)高端固態(tài)盤(pán)的性能，有5個(gè)或6個(gè)驅(qū)動(dòng)器的RAID-5 4+1或RAID-6 4+2就更是如此了。因此，大多數(shù)情況下你會(huì)使用RAID-1。大多數(shù)RAID控制器突破了這個(gè)障礙，同樣地，你可以在一個(gè)與其他文件系統(tǒng)保持一致的結(jié)構(gòu)下進(jìn)行工作。有一個(gè)重要的提示：如果你將使用RAID-1以外的一個(gè)RAID等級(jí)，那么RAID控制器必須配置有一個(gè)高速處理器，還要有硬件的奇偶生成和RAID奇偶校驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)固態(tài)盤(pán)資源使用的最大化。

·熱備份：如果RAID-1 LUN中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障，那么RAID控制器會(huì)快速地解決這個(gè)故障。從一開(kāi)始熱備份就是RAID控制器的一項(xiàng)特性。

·故障管理：這是到目前為止最大的一個(gè)難題。由于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的S.M.A.R.T.固態(tài)盤(pán)結(jié)構(gòu)，如果固態(tài)盤(pán)是在RAID陣列中，那么你就知道RAID廠商已經(jīng)和固態(tài)盤(pán)廠商合作來(lái)掌握固態(tài)盤(pán)所提供的非標(biāo)準(zhǔn)S.M.A.R.T.數(shù)據(jù)。當(dāng)你考慮固態(tài)盤(pán)在存儲(chǔ)分層中的重要性時(shí)，知道固態(tài)盤(pán)已經(jīng)在你的管理下可防止?jié)撛诠收系陌l(fā)生，這會(huì)讓你放心不少。


配合SAS控制卡使用固態(tài)盤(pán)

考慮到在RAID控制器使用固態(tài)盤(pán)的缺點(diǎn)，你還有另一個(gè)選擇，那就是將固態(tài)盤(pán)與使用接入PCIe插槽的SAS控制器卡的系統(tǒng)相連接。最新的SAS控制器卡可以支持和RAID控制器差不多同樣水平的IOPS，而且成本更低。但是每一項(xiàng)好的技術(shù)都有其缺點(diǎn)，沒(méi)有什么是完美的。這些新的SAS卡也許可以支持相同數(shù)量的IOPS，但卻缺失了RAID高端控制器中的大部分功能：

·配置：SAS控制卡可以做這項(xiàng)，但是軟件并不那么全面和靈活。

·RAID等級(jí)：SAS卡可以做RAID-1，但是利用固態(tài)盤(pán)做RAID-5或者RAID-6可能會(huì)超過(guò)片上處理器生成奇偶校驗(yàn)的功能。我發(fā)現(xiàn)，目前沒(méi)有哪個(gè)SAS 控制器卡是在讀取過(guò)程中驗(yàn)證奇偶性的。

·熱備份：SAS卡通常可以管理熱備份，但同樣地，軟件方面不夠強(qiáng)大

·故障管理：這是最大也是最關(guān)鍵的問(wèn)題。RAID廠商需要數(shù)月時(shí)間驗(yàn)證作為他們系統(tǒng)一部分的驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)盤(pán)或者磁盤(pán)。作為驗(yàn)證的一部分，S.M.A.R.T.信息搜集、疑似故障磁盤(pán)的主動(dòng)熱備援都在廠商的考慮之中。

許多機(jī)構(gòu)會(huì)在今年年底前開(kāi)始使用固態(tài)盤(pán)。問(wèn)題是，從文件系統(tǒng)一直到設(shè)備的存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)都不是針對(duì)固態(tài)盤(pán)設(shè)計(jì)的，這意味著你在實(shí)施一項(xiàng)固態(tài)盤(pán)決策過(guò)程中將面臨艱難的選擇。