SSD蘊藏無限商機

所謂固態硬盤（SSD），是指以快閃記憶（NAND Flash Memory）建立硬盤。快閃記憶技術帶來消費電子革命，目前，從手機到數碼相機，都離不開使用快閃記憶儲存。SSD在儲存系統應用日趨普遍，在儲存市場也成為焦點。

儲存系統效率，常以每秒輸入／出（IOPS）讀寫速度來計算，愈快則代表能向處理器供應更多數據。一般而言，處理器速度很快，幾乎多多益善，問題出在系統IOPS無法趕上。辦法是增加硬盤數目提高IOPS，硬盤中又以光纖管道（FC）硬盤，讀寫最快，價格也最貴，能建立高IOPS的儲存矩陣。但市場上已有預言，SSD勢將結束FC硬盤的歷史使命。

傳統上，數據庫對IOPS要求最高，授權又多以處理器數目作計費。隨著虛擬化普及化，加上網絡儲存（SAN）興起，連接儲存體的頻寬和IOPS，成為系統樽頸所在，虛擬化系統對IOPS要求也極高。SAN連接儲存系統與主機之間的方式；包括了FC、iSCSI、甚至更高檔的InfiniBand，孰優孰劣，尚未有定價。但是以SSD提高IOPS，儼已成一眾儲存廠商寄望所在。

一般SSD價格，比FC硬盤貴三十倍，IOPS速度卻快了六百倍。以IOPS計算，SSD每次IOPS成本，足足低二十倍。SSD以SAS介面，如一般硬盤般加入矩陣，就能提高系統IOPS，改善投資回報。

市場出現以SSD優化儲存系統方案，包括了最早在儲存系統加入SSD技術的EMC，發表FAST全自動存儲技術。Oracle收購了Sun，迅速發表針對SSD優化技術，合作推出利用SSD硬體，達到極高IOPS，但也只針對Oracle，不是從系統層面著手。

毋須人手管理的Easy Tier

目前的優化技術的限制，是同一系統如果同時有多個應用競爭資源，各自為政，就無從優化SSD、物盡其用；一旦遇上虛擬系統，就更如緣木求魚了。

IBM的Almaden研發中心可擴展儲存系統研究經理趙驗磁表示，IBM研究出一種能自我學習，毋須人手管理的SSD優化工具Easy Tier，目前已應用在DS8700 5.1版本上，強調即使系統如何複雜，用戶仍毋須任何設定，容易使用，全自動優化SSD。「優化應從系統層面著手，而且一旦工作量或系統配置改變，又得重新調校。以前所謂資訊生命周期管理（ILM），多是以固定方式或人手調校，後果不是過度配置SSD，就是經常須調校修正，費時失事。」

另一家儲存廠商FalconStor推出SAN Accelerator，其中包括HotZone技術，跟IBM提出的Easy Tier理念接近。HotZone確定哪些數據最經常被讀寫，即時移到SSD上。HotZone會根據記錄，預測不同時段，將最可能讀取數據預先上載到SSD。但HotZone只支援用於支援檔案文件系統的NSS，並非如IBM的DS8700，屬於多種功能的儲存系統，能應付虛擬系統和數據庫，可是IBM也未公布其他系列儲存系統，是否支援Easy Tier工具。

儲存系統發展滯後

SSD改善投資回報，原理簡單。系統探測最常用存取數據後，儘量置於SSD上，這些就可以最少量SSD，大幅提高系統IOPS，不用建龐大硬盤矩陣，減少硬件投資達到同樣性能，還能夠減低耗電。

一般儲存系統，都按照儲存體性能、可靠性和成本，分成不同層級。例如說，SSD儲存體速度最快、可靠性最高，次之則為FC硬盤、再次之為 SAS。SATA隨機存取速度最低，可靠性最差，價格也最相宜。混合不同Tier性價比，最少取用數據置於最低層，就可物盡其用。

過去十年，處理器運算速度大幅提昇，硬盤和RAID控制器性能卻未同步，形成處理器長時間怠轉，等待儲存體讀寫動作，系統支援緩存和記憶體又有限，儲存體和處理器中間瓶頸，形成系統浪費資源。

系統等待 IO時間，形成資源浪費，處理器往往有三至四成時間，處於等待狀態。雖然，理論上可建立更大硬盤矩陣，或者加入更多記憶體，改善IO表現。首先，記憶體容量始終有限，而長期使用數據，也必須置於硬盤上。

SSD沒有機器部分，耗電又少，雖然以儲存量計，比傳統硬盤貴得多，購置過量扯高成本。決定何種數據有優先使用SSD，也難於取捨，更因不同時段工作負荷有異。

趙驗磁解釋：「儘管說市面上不少工具，可以監察系統使用率，以釐定和調校數據置於不同Tier比例，但以目前系統之複雜多變，固定程序調配SSD並不濟事。」

IBM的儲存實驗室，以Easy Tier通過極少量SSD，大幅提昇系統性能。趙驗磁表示，通過十六小時的優化，Easy Tier將百分之三數據遷移 SSD上，提昇性能達百分之二百三十。如果使用Easy Tier，整個Volume的資料遷移，可能要用上三十倍SSD！ 換言之，Easy Tier可以節省約二十九倍SSD用量。

SSD令系統效率颷升

趙驗磁的另一個實驗，利用Power7和DB2 Brokerage，結果遷移了約一成數據到SSD硬盤後，處理交易量上升四倍，反應時間縮短了七成，原因是處理器怠轉等待IO時間少了，系統能負擔工作量大增。

此外，實驗室也比較了傳統上最快硬盤矩陣，也就是利用192枚FC硬盤組成的儲存組態，跟以96枚SATA硬盤和16枚SSD硬盤。比拼之下，從一萬至四萬次IO讀寫速度下，上述兩種組態，速度竟不相伯仲。「在一般情況下，每秒一萬至四萬次讀寫是系統常態工作量。」

「可是利用192枚FC硬盤須用兩個機櫃，除了佔地多，耗電量亦多出四成。」適當的SSD和SATA硬盤比例，可節省數據中心空間和電力。「儘管說，SATA硬盤可靠程度較低，由於SSD承擔了主要工作量，變相延長了SATA硬盤壽命。」

所以有評論甚至相信，終有一天，SSD加上SATA，可取代FC硬盤在高階運算中地位。