SSD陣列為數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)性能升級(jí)

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2014-04-17 11:56:57

摘自:中關(guān)村在線

過(guò)去的十年中,服務(wù)器的計(jì)算能力已經(jīng)增長(zhǎng)了將近30倍,網(wǎng)絡(luò)速度也增加了將近了100倍。但是與此同時(shí),硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)技術(shù)在轉(zhuǎn)速和整體吞吐量方面都沒有實(shí)現(xiàn)顯著增長(zhǎng)。

過(guò)去的十年中,服務(wù)器的計(jì)算能力已經(jīng)增長(zhǎng)了將近30倍,網(wǎng)絡(luò)速度也增加了將近了100倍。但是與此同時(shí),硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)技術(shù)在轉(zhuǎn)速和整體吞吐量方面都沒有實(shí)現(xiàn)顯著增長(zhǎng)。在HDD陣列中加入固態(tài)硬盤(SSD)層就像在汽車引擎中加入渦輪增壓器。如果使用全SSD陣列會(huì)怎樣?就好像將引擎全部替換為噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。   

通過(guò)測(cè)試IOPS值(每秒的輸入/輸出操作),我們知道可以通過(guò)增加存儲(chǔ)陣列容量來(lái)提升性能表現(xiàn),所以在設(shè)計(jì)存儲(chǔ)時(shí)應(yīng)該同時(shí)考慮容量和性能兩個(gè)因素。   

數(shù)字對(duì)比   

如果將HDD和SSD陣列進(jìn)行對(duì)比,那么IOPS將是最為關(guān)鍵的測(cè)試指標(biāo)。一個(gè)包含4塊400GB 15000轉(zhuǎn)的SAS硬盤可以提供大約700 IOPS(每塊硬盤175 IOPS)。如果一個(gè)應(yīng)用程序需要900 IOPS,就需要向RAID組中再增加兩塊硬盤來(lái)滿足的應(yīng)用程序性能需求。但是,這樣并不能同時(shí)擴(kuò)展RAID組的磁盤容量,因?yàn)轭~外的數(shù)據(jù)很有可能需要更多的IOPS來(lái)進(jìn)行讀取。   

對(duì)于IOPS,400GB和600GB 15000轉(zhuǎn)的SAS硬盤可以提供同樣的IOPS。所以,400GB硬盤為0.4376 IOPS/GB,而600GB硬盤是0.2917 IOPS/GB。盡管更大容量的硬盤可以降低每GB容量的平均價(jià)格,但是它們的IOPS/GB也更低。當(dāng)然,這樣分析HDD的性能表現(xiàn)過(guò)于簡(jiǎn)單化了,但是復(fù)雜性在這里并不是主要因素。重要的一點(diǎn)是IOPS和容量有很大關(guān)系。而結(jié)果是:性能表現(xiàn)越高,效率就越低。   

高性能存儲(chǔ)的費(fèi)用   

固態(tài)硬盤可以將存儲(chǔ)系統(tǒng)提供的性能表現(xiàn)提升到一個(gè)新的等級(jí)。每GB的IOPS值是IT經(jīng)理們需要考慮的一個(gè)重要方面。企業(yè)級(jí)SSD可以提供大約100 IOPS/GB,也就是說(shuō)比400GB HDD增長(zhǎng)了220多倍。   

阻礙SSD發(fā)展的障礙是大家潛意識(shí)中認(rèn)為其會(huì)產(chǎn)生大量開銷。但是,盡管大容量硬盤提供的每GB容量的價(jià)格更低,它們的IOPS/GB卻低得多。SSD陣列每GB的存儲(chǔ)最多可能需要40美元,而企業(yè)級(jí)的串行連接SCSI(SAS)硬盤只需要每GB 5美元。SSD存儲(chǔ)提供每單位IOPS只需要2.5美元,而400GB HDD每美元只能提供0.15 IOPS。這意味著在同樣開銷的情況下,使用SSD陣列可以提高16倍的性能表現(xiàn)。   

全SSD陣列每GB的開銷也許并不會(huì)那么令人吃驚;比如,Nimbus數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司的全SSD價(jià)格為每GB 8至10美元。這個(gè)價(jià)格使得公司可以將其用于某些特殊的負(fù)載。   

一小部分SSD就可以對(duì)陣列的IOPS產(chǎn)生很大影響。比如,在100 TB的陣列中增加2 TB SSD—只增加了2%—就可以提高30%的性能表現(xiàn)。從容量方面考慮,SSD可能是昂貴的,但是如果從性能方面考略,其可以極大地提升性價(jià)比。   

最近幾年中,在企業(yè)可以承受的開銷范圍內(nèi),他們已經(jīng)開始在陣列中加入SSD,以提高HDD陣列的性能表現(xiàn),但是對(duì)于特定的一部分應(yīng)用程序來(lái)說(shuō),SSD的價(jià)格已經(jīng)下降到足以讓人們?nèi)糠艞壥褂肏DD了。   

數(shù)據(jù)庫(kù)加速是一種使用全SSD陣列的常見情況。對(duì)于那些在線傳輸處理(OLTP)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō),持續(xù)或突發(fā)的I/O需求都超過(guò)了HDD硬盤可以提供的最大值,所以全SSD陣列就具有特殊的吸引力。另外一種全SSD陣列可以提供幫助的情況是虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)施(VDI),部署少量的SSD就可以為大量設(shè)備提供穩(wěn)定的速度。還有一部分負(fù)載是大規(guī)模服務(wù)器的虛擬化,位于同一個(gè)存儲(chǔ)的大量服務(wù)器對(duì)于數(shù)據(jù)的隨機(jī)訪問(wèn)特性產(chǎn)生的需求可能超過(guò)了HDD緩存的極限值。全SSD存儲(chǔ)讓人們擺脫了訪問(wèn)傳統(tǒng)磁盤的緩慢速度。也許對(duì)此最為感興趣的新興行業(yè)是大數(shù)據(jù)分析。SSD陣列可以提供足夠的性能表現(xiàn)對(duì)于非常龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析。

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