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全面解析企业最优存储解决方案

2014/2/28    来源:eNet硅谷动力    作者:eNet      
关键字:存储  解决方案  SSD  固态硬盘  
当您的企业决定是否转移到采用固态硬盘时,考虑一下TCO,$/TBW成本和SNIA的性能数据吧。然后,您只需简单的对比这些数据,数据自己就会说话了。

    事实上,现如今的企业似乎更倾向于以简单实用的标准来比较两种驱动方式,而并非FlashSSD硬盘类型在耐力方面的巨大变化,以及硬盘驱动器相对较低的性能使得任务变得更复杂方面了。

    智能存储选择:如何评估固态硬盘    

    随着企业业务的发展,其对于更快的存储需求也随之增长,许多企业正在考虑从硬盘驱动器(HDD)切换到固态硬盘(SSD)。SSD不仅增加了I/O(输入/输出)吞吐量同时能够带来更大的功率密度,进而能够加快应用程序的运行,并降低数据中心的碳排放量。上述两大因素是评价SSD驱动器的一个令人信服的论据。但是,针对于您企业特定应用程序的环境技术而言,如何在对兼顾成本和性能准确比较的基础上来确定您企业环境的最佳组合方法呢?

    容量、吞吐量和每千兆字节的成本都已经是老的评估存储的准则了。但是,这些相关指标是评估固态硬盘的唯一指标吗?仅仅拿这几项指标来比较硬盘驱动器与固态硬盘也是合理的吗?事实上,现如今的企业似乎更倾向于以简单实用的标准来比较两种驱动方式,而并非FlashSSD硬盘类型在耐力方面的巨大变化,以及硬盘驱动器相对较低的性能使得任务变得更复杂方面了。

    行业内采用硬盘驱动器已经有60年的历史了,这使得该解决方案已经成为我们脑海中进行存储选择时永久根深蒂固的选择了。但是,技术是指不断发展的,所以我们必须适应技术发展的步伐更新我们的思维。硬盘驱动器不易产生磨损。但也有一些可能会运行失败,绝大多数均会在其被彻底淘汰之前,被取代或升级。没有严格的限制,使用简单可以是您企业选择存储设备的标准。而您企业需要不断的购买和使用驱动器,这使得存储成本成为您最为关注的焦点;因此对每GB存储成本的度量标准最为普及。

    固态硬盘是不同的,NAND技术的本质使得只有有限数量的程序擦除周期或写入到驱动器。这种限制基本上使得SSD固态硬盘成为易耗品,在评估固态硬盘与硬盘驱动器时,必须考虑到总成本的计算。而当查看SSD的类型及其相关I/O性能时,这一事实显得更加重要。

    SSD与HDD:评估总体拥有成本

    存储网络行业协会(SNIA)针对一款给定的应用程序在比较HDD和SSD时应该考虑哪些因素进行了深入的分析。他们的结论是,进行总拥有成本(TCO)方面的评估是比较HDD和SSD时最能够提供现实依据的因素,其能够评估出部署存储系统在其生命周期内的直接成本和间接成本。

    直接成本,通常是劳动力和资本成本,其为我们所熟悉,也比较容易衡量,但间接成本则是比较复杂的。行业研究表明,经营存储设备超过三年的费用远远超过了其购买成本。因此,要得到一个完整的总体拥有成本,有必要客观地考虑所有相关数据,包括下列费用:

    采购费用

    对于采购成本的分析必须包括每台驱动器的成本、软件许可证以及不同架构的选项。举个例子,对于高度随机I/O事务的应用程序(例如:Exchange电子邮件,银行交易等),单个固态硬盘可以取代10个或更多的硬盘阵列,从而导致更少的碳排量,更高的性能,以及支持成本较低的硬件和软件许可。

    保养及维修费用

    HDD硬盘年故障率在2%至8%之间,所以,使每年会有多达1/12的硬盘部署运行失败。这样,更换驱动器的人工成本及其造成的任何系统停机时间都必须考虑进来,以准确估计这些成本。除了这些因素,固态硬盘必须被视为一个可消费产品,其耐久性依赖于多个因素,根据制造商和设计的不同而有所不同。我们将在后面详细比较这一点。

    电力和冷却费用

    在0级和1级存储系统,选择SSD固态硬盘可节省超过80%的总存储系统的能源需求。这种计算需要考虑很多元素,而不仅仅是缺乏旋转介质、摆动的读/写磁头、执行器和旋转电机。最终,固态硬盘拥有更大的功率密度,使得其优势得以突显;采用更少的驱动器可以以较少的功率提供相同的吞吐量,而其带来的额外好处是需要的空间和冷却资源更少。

    RAID配置

    使用RAID配置是提高性能和可靠性的标准做法。传统的RAID配置掩盖了HDD硬盘驱动器中高I/O的固有延迟。新的SSD友好的RAID能够开发和提升SSD的性能和可靠性。在RAID级别之间的权衡可以显着改变性能,成本和可靠性,所以相对的好处必须被分解成一个完整的TCO分析。

    SNIA提供了微软Excel电子表格的TCO计算格式下载。这个表格涵盖了所有这些因素。

    SSD与HDD新规则比较计算一个完整的TCO是一个重要的学科,但是,对于SSD的类型和设计的直接比较而言,一些简单的指标是有用的。在HDD时代的经验法则措施包括衡量每GB存储的成本费用和I/O吞吐量。SSD的特性削弱了每GB成本的相关性,这意味着测试I/O吞吐量对于固态硬盘是必须的,以确保可以对驱动器类型之间进行真实世界性能的精确比较。

    这种情况带来了两个新的规则:

    1、采用每兆字节的写成本($/TBW)作为比较的关键指标。

    2、在适合于SSD的标准化测试的基础上进行性能比较。

    为什么要比较产品的耐久性    

    各种用于创建SSD固态硬盘的NAND技术都有有限的生命。在执行力一定数量的写操作之后,从某一点上,其逻辑门降解,它们将不能再可靠地存储数据。SSD制造商们采取了多种方法来管理和保证产品耐久性,这导致了产品性能和价格组合的不断上升,一定程度上迷惑了买家,尤其是因为大多数企业级硬盘都是五年的保修。关键的因素是,保修总是与保修期内所规定的写操作数量相关联的。这一限制有着显着的影响,并且显然对于企业在做出购买决定时的影响是至关重大的。

    以最低的$/GB成本而不参考产品耐久性进行采购的方案就像买了一个廉价的轮胎;其可能暂时是可以用的,同时也有5年的保修,但如果保修限制其一年只能跑一千英里呢?

    下面是比较两种SSD硬盘的一个例子,二者都有五年质保。

    寻找“正确”的存储解决方案    

    如果单纯只考虑硬盘的价格,那么,购买SSD-A是一个容易的决定,因为它的价格只有SSD-B的一半。然而,如果考虑产品耐久性的因素在内,您会发现自己每六至八个月要更换一次SSD-A。而SSD–B则提供了驱动器最好的使用寿命,是真正有价值的。

图1 两种SSD硬盘的比较

图1 两种SSD硬盘的比较

    规范的SSD性能测试

    在SSD中管理NAND闪存设备,以优化驱动器的整体性能是复杂的。闪存管理的有效性,会影响驱动器的性能测量,而其是由几个因素决定的:该驱动器在测试前的状态,工作负荷模式(如读/写组合和写入块规模)和数据模式。

    例如,当对一个新开箱(FOB)的SSD进行I/O吞吐量测试时,新开箱(FOB)的驱动器的性能将优于相同的已经在使用的SSD。而随着使用的持续,FOB驱动器的性能将变成一个稳定的状态,而在这一个稳定的状态点上测量,才能准确反映驱动器的实际使用性能。即新开箱(FOB)的驱动器刚开始的性能和稳定状态的性能之间可以有一个显着的差异。

    SNIA已评估了这些不同因素所带来的影响,并制定了企业级固态存储驱动性能试验规范,可供下载。

    性能数据的评价应始终使用符合此规格,以保证与驱动制造商一样的测试数据。

    但即使不那么正式的内部测试,也将需要在测量之前遵循基本的步骤改进。测试人员需要恢复到出厂默认状态,让SSD驱动器通过连续写入两倍的工作量,然后运行测试脚本,直到达到一个稳定的状态。

    对于大多数企业应用程序而言,现实比较HDD和SSD之间性能表现,SSD的性能占优势;而在价格方面,SSD较之HDD更是将逐步突显出其优势来。

    所以,当下次您的企业决定是否转移到采用固态硬盘时,考虑一下TCO,$/TBW成本和SNIA的性能数据吧。然后,您只需简单的对比这些数据,数据自己就会说话了。

责任编辑:王慧敏
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