為固態(tài)盤硬件制定計劃是一項復雜的任務，要求充分地了解固態(tài)盤如何應用于存儲網(wǎng)絡環(huán)境中。

固態(tài)盤硬件通常有兩種基本的接口類型：PCIe和光纖通道/SAS/SATA。每種接口都有自己的缺點和優(yōu)點，了解兩者的折中是很重要的。

另一個問題就是固態(tài)盤管理。固態(tài)盤是應該被置于RAID控制器呢，還是通過其他接口進行連接？當然，固態(tài)盤性能是一個大問題，或者你根本就沒有考慮過購買固態(tài)盤。我們都聽說過一些基于閃存的固態(tài)盤存在損耗均衡和寫入性能降級等性能問題。關于這方面的文章有很多，因此我就談一些重要的細節(jié)吧。最后也是最重要的就是固態(tài)盤的可靠性。和往常一樣，我們先從可靠性開始，對于企業(yè)數(shù)據(jù)存儲用戶來說，沒有什么比可靠性更重要的了。

固態(tài)盤可靠性

我們都聽說過，你向閃存單元寫入的次數(shù)是有限的。這個數(shù)字根據(jù)不同的廠商和采用的是哪一代技術而大不相同，從每單元寫入 100000～1000000次不等，但是閃存單元的可靠性并不是固態(tài)盤的全部，我們在下一篇文章中將更深入地進行分析。可靠性的另一個關鍵因素就是固態(tài)盤的糾錯碼，它反過來會影響設備的硬錯誤率。硬錯誤率通常是針對磁盤驅(qū)動器來說的，是指扇區(qū)每位讀取的錯誤率。對于企業(yè)級SAS/光纖通道驅(qū)動器來說，這個數(shù)字通常是每10的16次方個位有一個扇區(qū)錯誤，相當于每移動11PB有512字節(jié)（錯誤），如果你有1000個磁盤驅(qū)動器以100 MB/s的速度遷移數(shù)據(jù)，那么每33個小時就會出現(xiàn)一個故障。

這并不是一段很長的時間，固態(tài)盤的操作速度要比磁盤驅(qū)動器快得多，因此這可能會成為一個問題，但基本上使用 1000個磁盤驅(qū)動器的例子很少見。真正要問的問題是，什么是硬錯誤率？廠商如何得出這個值的？主要的磁盤制造商了解潛在的ECC問題，有專門的可靠性工程師根據(jù)他們的介質(zhì)設計來計算得出這些數(shù)值。對于所有固態(tài)盤初創(chuàng)廠商我還想問的另一個問題就是，他們的硬錯誤率是如何計算出來的？如果他們無法回答的話，那么說明它還不如企業(yè)級磁盤驅(qū)動器。

而且關于磁盤驅(qū)動器你要記住一點，固態(tài)盤的硬錯誤率與SAS/FC（注意，光纖通道固態(tài)盤很少見，因為固態(tài)盤是一項新興的技術和行業(yè)趨勢，驅(qū)動器的接口是SAS）和SATA固態(tài)盤都是不同的。企業(yè)級SATA磁盤驅(qū)動器的硬錯誤率比SAS/FC高一個數(shù)量級（每10的15次方個位有一個扇區(qū)錯誤），而非企業(yè)級 SATA更是每10的14次方個位就有一個扇區(qū)錯誤。SAS/FC驅(qū)動器容量遠小于SATA驅(qū)動器的原因之一就是，它的每個磁盤驅(qū)動器 ECC更多，這就降低了密度，因為ECC空間是占用存儲的。

除了硬錯誤率以外，你還要考慮另外兩個因素：年故障率和每天的寫開銷。

硬錯誤率測量的是介質(zhì)的故障率，而年故障率通常測量的是其他組件的故障率，用每年百分比表示。例如，企業(yè)級磁盤驅(qū)動器的年故障率通常小于1%。

因為在出現(xiàn)故障之前每個單元的寫入次數(shù)是有限的，所以大多數(shù)固態(tài)盤在寫入次數(shù)方面也是受限的。寫開銷通常基于設備的性能，在預期失效之前單元可以寫入的次數(shù)，以及可以被重新映射到翻轉(zhuǎn)值失效的單元的地址的空白單元的數(shù)量。企業(yè)級設備和非及企業(yè)級設備的寫開銷大不相同，因此通過固態(tài)盤類型和接口性能了解寫開銷是很重要的。如果你正在使用3Gb SAS (300MB/s)或者PCIe 2.0 x16 8GB/s，那么你的寫開銷需求就會有很大變化。我們將在下篇文章中具體談到這一問題。



固態(tài)盤性能

不同的固態(tài)盤設備性能也不盡相同，并且通常是根據(jù)每秒讀取和寫入的MB/s或者IOPS來測量的。關于IOPS的一個重要問題就是，在廠商確定的IOPS性能下包的大小是多少？盡管讀寫性能有很大差別，但是一些廠商的寫入性能比其他廠商更加接近于讀取性能。這就是為什么了解你的應用要求很重要的原因。

固態(tài)盤的性能通常取決于使用的是3Gb還是6Gb技術。這是一個重要的性能局限，它不會影響到磁盤驅(qū)動器，因為單個的驅(qū)動器還沒有快到要求6Gb技術，不過大多數(shù)驅(qū)動器廠商都開始采用6Gb，這樣同一個通道就可以支持更多驅(qū)動器。考慮到固態(tài)盤的速度，采用6Gb技術對于企業(yè)級固態(tài)盤來說是很關鍵的。對于那些使用PCIe接口的固態(tài)盤來說，你需要確保固態(tài)盤性能沒有超過PCIe插槽支持的范圍。目前大多數(shù)小型服務器（Intel和 AMD）都支持PCIe 2.0，8個PCIe 2.0甚至16個插槽都是很常見的。高端非Intel/AMD（IBM和Sun）服務器在部署PCIe方面比較滯后，因為需要設計和這些企業(yè)級服務器相關的復雜內(nèi)存接口。如果你打算采用基于PCIe的固態(tài)盤，那么一定要確保你的服務器有滿足或者超出廠商要求的PCIe插槽。

固態(tài)盤管理

固態(tài)盤的S.M.A.R.T.并沒有一個官方的標準，不管是SAS還是SATA。這意味著你必須了解每個固態(tài)盤專有的S.M.A.R.T.數(shù)據(jù)的意義。當然，如果固態(tài)盤是用于RAID陣列的，那么陣列廠商在固態(tài)盤認證的時候就已經(jīng)幫你搞定了這一切。我看到很多使用附加于標準SAS卡的固態(tài)盤用戶存在一個問題，那就是一些廠商沒有提供查看S.M.A.R.T.數(shù)據(jù)的工具，即使你通過一些免費工具獲取的S.M.A.R.T.數(shù)據(jù)，你也無法知道這真正意味著什么。就我了解的一些廠商，如果他們有一款工具，那么這款工具就會有關于S.M.A.R.T.值的定義，然后還設定了發(fā)送警報的上下限。當然，這在企業(yè)數(shù)據(jù)存儲環(huán)境中是一個不錯的工具，因為你希望在設備發(fā)生故障之前就有所察覺從而立即采取措施。



固態(tài)盤硬件接口

與SAS/SATA相比，PCIe的速度更快，但不管是PCIe還是直連SATA接口都不允許從一臺設備到另一臺設備的故障轉(zhuǎn)移。有一些廠商提供了外部PCIe通道擴展器，允許你通過卷管理器監(jiān)控設備，但是我并不喜歡這種做法，因為這并不是一個真正利用了PCIe 2.0的好方法。也許我有些偏執(zhí)了，但是我并不希望成為在生產(chǎn)企業(yè)環(huán)境（例如文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)）中嘗試這種做法的第一人。

SAS與SATA之間的折衷比較簡單，而且對于磁盤驅(qū)動器來說沒有太大區(qū)別，但因為固態(tài)盤比普通磁盤驅(qū)動器更快，因此區(qū)別是很明顯的。主要有以下一些區(qū)別：

·SATA驅(qū)動器不是雙端口的，因此故障轉(zhuǎn)移就是一個難題
·SATA在驅(qū)動器中處理更多的錯誤問題，因此命令處理的重試使得驅(qū)動器速度變慢，因為有更多命令問題需要處理
·考慮到命令包中的ECC（Error Checking and Correcting，錯誤檢查和糾正）數(shù)量，SATA通道無法檢測出的錯誤率要比SAS通道更高。這是一個重要的問題，因為這之間可能相差了4個數(shù)量級

如果你有一個企業(yè)應用，那么SAS是一個不錯的選擇。為你的應用選擇一個合適的固態(tài)盤硬件類型并不難，但關鍵的是架構設計。本系列的最后一篇文章將談到固態(tài)盤的內(nèi)部設計，以及它在RAID設備或者連接到SAS控制卡中的使用。