評估讀取密集型與寫入密集型應(yīng)用場景中的SSD用例
IT購買者必須在讀取密集型、混合使用型和寫入密集型SSD之間進(jìn)行選擇時(shí)做出正確判斷。
當(dāng)***投放市場時(shí),***批固態(tài)硬盤(SSD)會(huì)相對快速地磨損。SSD的每個(gè)單元只有有限的寫入能力。這個(gè)被稱為磨損的問題,阻礙了SSD全面替換傳統(tǒng)的硬盤驅(qū)動(dòng)器。然而,在接下來的十年中,這個(gè)問題已經(jīng)得到共識,并被逐步克服,出現(xiàn)了更多的SSD使用案例。
除了電子技術(shù)與材料領(lǐng)域的重大突破外,應(yīng)對寫入磨損的一個(gè)主要方法是加大驅(qū)動(dòng)器的容量配置,將原始容量的一部分隱藏作為替換塊。例如,一款可能標(biāo)有1TB容量的驅(qū)動(dòng)器,但其實(shí)際上可能具有1.5TB容量,其中隱藏了0.5TB。這種加大配置的方式間接增加了驅(qū)動(dòng)器的價(jià)格。
在內(nèi)部,驅(qū)動(dòng)器不區(qū)分實(shí)際塊和替代塊。無論何時(shí)寫入數(shù)據(jù),其塊地址都將轉(zhuǎn)換為閃存中的新物理位置。因此,隨著驅(qū)動(dòng)器填滿,數(shù)據(jù)會(huì)逐漸溢出到替換塊中,并且內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)器軟件會(huì)在后續(xù)恢復(fù)舊的數(shù)據(jù)塊。
替換塊的部分越大,驅(qū)動(dòng)器提供的寫入磨損時(shí)間就越長。今天的市場通過磨損耐久性模式來刻畫驅(qū)動(dòng)器特征。各家供應(yīng)商所用的術(shù)語有所不同,但一般來說,任何給定的SSD系列都分為讀取密集型,混合使用型和寫入密集型SSD。
讀寫密集型固態(tài)盤的區(qū)別
讀密集型驅(qū)動(dòng)器使用較低水平的過度配置,并且通常也具有相對不太耐用的閃存單元,例如可以存儲多位的三級單元(TLC),但具有較低的寫入耐磨度。這些是最廉價(jià)的硬盤。
混合使用的驅(qū)動(dòng)器更耐用,配置更大的替換數(shù)據(jù)塊。根據(jù)價(jià)格與容量的不同,可能會(huì)使用多級單元——每單元存儲兩位,或者TLC閃存——每單元存儲三位。寫入密集型的固態(tài)硬盤則是最昂貴的固態(tài)硬盤,可能會(huì)有大型替換數(shù)據(jù)塊池,這可能會(huì)限制硬盤的***容量。
購買者還必須兼顧驅(qū)動(dòng)器的性能,在串行高級技術(shù)附件(SATA)或NVMe接口間做出選擇。在傳統(tǒng)的服務(wù)器應(yīng)用場景中,找出特定存儲集合中,應(yīng)用程序的讀/寫比例并不困難。
但是,在從HDD遷移到SSD時(shí),應(yīng)當(dāng)相對謹(jǐn)慎。當(dāng)從150 IOPS的硬盤移動(dòng)到50,000 IOPS的SSD時(shí),應(yīng)用程序會(huì)得到顯著的加速。
所要做的是,評估每天新SSD的等效總驅(qū)動(dòng)器寫入(TDW)。如果這個(gè)數(shù)字大約是每天0.1 TDWs,那么這可能是一個(gè)閱讀密集的用例。每天10TDW適合寫入密集型SSD的范圍,混合使用的驅(qū)動(dòng)器位于兩者之間。
驅(qū)動(dòng)器的性能是核心因素。 NVMe驅(qū)動(dòng)器可以提供相同容量SATA驅(qū)動(dòng)器10倍的IOPS,而更多的IOPS則意味著每天的TDW更多。
讀寫密集型SSD的使用案例
值得關(guān)注某些SSD使用案例。在讀取密集型范圍內(nèi)的有網(wǎng)絡(luò)和媒體服務(wù)器。盡管這些硬盤通常采用廉價(jià)的SATA硬盤,但SSD價(jià)格的下降將使其更具吸引力。到2018年,多核的邊緣計(jì)算處理器將會(huì)進(jìn)一步發(fā)揮出讀取密集型固態(tài)硬盤在性價(jià)比方面的優(yōu)勢。
另一方面,大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫應(yīng)用的寫入密集程度更高,通常基于NVMe實(shí)現(xiàn)高性能。這需要用到混合或?qū)懭朊芗偷腟SD。假如一個(gè)數(shù)據(jù)庫中容易產(chǎn)生某些特別活躍的數(shù)據(jù),那么情況會(huì)變得更為復(fù)雜。
這時(shí)會(huì)用到寫入密集型SSD和讀取密集型SSD的組合,以應(yīng)對寫入密集型SSD上的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)。市場上現(xiàn)有的自動(dòng)分層數(shù)據(jù)軟件可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)在快速層和慢速層之間的切換。
一般來說,數(shù)據(jù)中心管理員可以了解其它應(yīng)用程序在I / O方面的運(yùn)行情況,但他們需要更豐富的工具來衡量TDW數(shù)量,更清晰地量化驅(qū)動(dòng)器使用情況。存儲分析工具變得越來越全面和強(qiáng)大,大部分的數(shù)據(jù)收集和分析將在三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化。