固态硬盘改变企业存储？
行业观察
随着存储技术的不断进步与发展，固态硬盘（Solid State Disk，简称SSD，即用固态电子存储芯片阵列制作成的硬盘）技术成了近年来企业应用的重点。比如像Compellent、Dot Hill、EMC、HDS和Pillar等厂商都已经在他们的存储系统中增加了对固态硬盘的支持，固态硬盘正被越来越多的企业所接受。那么固态硬盘为什么会吸引企业用户的目光呢？它会给存储业带来什么样的变革呢？
固态硬盘，企业存储的热点
尽管固态硬盘在普通消费市场碰壁，但近年来固态硬盘正在企业级市场蚕食传统硬盘的份额。最近一两年各个固态硬盘厂商均将触角伸到了企业应用领域，包括IBM、日立数据系统、Sun微系统与3PAR等主要厂商都在不少存储产品中增加了对固态硬盘的支持。
从应用方向来看，固态硬盘一般都首先被用于外部联网存储系统，在现有存储系统中安装固态硬盘驱动器，是将固态硬盘引入市场最快和最容易的方法之一。目前，已经有很多家公司提供固态硬盘存储系统，例如Texas Memory在固态存储领域就已经有15年的历史；Sun公司构建了ZFS系统，能够让运行在SSD上的应用软件更有效率；EMC推出的中端存储系统CLARiiON CX4和高端系统Symantrix上都提供了对固态硬盘的支持；IBM BladeCenter刀片服务器产品也支持固态存储技术。除此外，固态硬盘已经渐渐应用到服务器中，当然这也是以配套设备的方式出现。由于近两年来数据中心和IT计算基础设施的扩张，成千上万台服务器以及大量的企业级存储设备带来了能耗成本增加的压力，这就给了固态硬盘生存发展的机会。因此从一定程度上来说，固态硬盘是未来数据中心或云计算系统的首选存储配置。
可以说，固态硬盘将成为企业存储发展的主要趋势。
固态硬盘的主流之争
固态硬盘大规模应用于数据中心已经是一种趋势，虽然存储性能提升较大，但不同存储介质的固态硬盘差距也很明显。在基于闪存（FLASH芯片）的固态硬盘中，存储单元又分为两类：SLC（Single Layer Cell 单层单元）和MLC（Multi-Level Cell多层单元）。
SLC和MLC之间的差别是每单元存储的数据量不同，SLC每个单元存储1比特（Byte），而MLC每个单元存储2比特，不过SLC和MLC占据了相同大小的芯片面积。因此，在同样的价格下，MLC的容量是SLC的两倍。
SLC和MLC都经过了性能方面的优化，不同的是由于SLC在不同状态下有更大的间隔，可以提供高于MLC 1.7倍的写入速度。SLC只有两个状态（0或1），MLC却有四个状态（00、01、10、11），因此MLC需要花费较长的时间来访问。企业用户在将固态硬盘用于对写入速度有较高要求的业务时，可以采用SLC固态硬盘。而且SLC的优点是复写次数高达10万次，比MLC高10倍。由于SLC固态硬盘的耐用性更高，故业界都认为SLC技术更适合企业级固态硬盘。不过，针对固态硬盘耐用性这个问题，厂商们一直在努力改进MLC，新一代MLC固态硬盘复写次数几乎达到了SLC的一半。
固态硬盘的企业应用价值
固态硬盘作为最有望替代传统硬盘的存储介质，近几年来已经成为企业用户关注的焦点。但是我们要问的是，对于企业用户来说，固态硬盘的价值究竟体现在哪里？
对于固态硬盘，以前业界对它诟病最多的是价格高，但这些所谓的批评仅仅是针对面向普通消费市场的固态硬盘而言的。对于企业应用而言，固态硬盘昂贵的价格与它为企业应用所带来的高效能优势相比实在太微不足道了。
固态硬盘的最大卖点是可以在紧张的I/O处理过程中加快数据传输速度，为应用程序带来的真正好处包括改善小型数据块I/O请求的延迟性。最快的2.5英寸15000rpm（转/分）机械硬盘可以处理250次随机IOPS（即每秒进行读写操作的次数），但是大部分企业级固态硬盘可以轻松地维持每秒4万次读取操作和每秒3万次写入操作。目前顶级的固态硬盘持续传输速度无论是读取还是写入都可以达到每秒250MB以上，这是传统“温彻斯特”结构硬盘无法企及的性能——即便是目前每秒上万转的“捷豹”SAS硬盘也无法做到。
例如谷歌、百度主要利用固态硬盘来保存搜索引擎的索引数据库，这部分索引数据库在庞大的访问量压力下，要求有非常高的读取速度，这就凸显出了固态存储高I/O方面的性能优势。但对企业用户来说，企业级固态硬盘最理想的应用切入点是存储阵列，存储阵列可以在分级存储环境中将固态硬盘与传统硬盘结合起来。在磁盘存储阵列中，不同性能和成本的磁盘构建成了一个“分层存储”的架构体系，固态硬盘则承担了位于整个数据金字塔尖端“0级存储”的任务。例如EMC推出的高端Symantrix系列和中端CLARiiON系列产品，都采用了固态硬盘来构建整个分层存储的最高级。
借助固态硬盘，企业用户可以将数据写入到旋转速度最快的磁盘外部区域，提高驱动器响应速度。固态硬盘的性能是传统光纤通道硬盘的30倍，30个15000rpm的光纤通道磁盘才能达到一个固态硬盘的性能。企业用户只要4～8个固态硬盘就可以替代上百个光纤通道硬盘，在提高性能的同时还可以降低维护成本及能耗。
在这里需要说明的是，目前多数企业使用的联网存储设备都是以太网、光纤通道或两者的混合体。不幸的是，这些技术中没有一种能够提供固态硬盘所需要的带宽。有一种技术似乎最容易解决这个技术难题，它就是InfiniBand，问题是该技术目前主要应用在高性能计算领域。不过，许多存储业内人士已经承认网络带宽不足的问题会越来越严重，已经有供应商开始测试应用InfiniBand技术。
小提示 | TIPS'
InfiniBand是一种支持多并发链接的“转换线缆”技术，在这种技术中，每个链接都可以达到2.5Gbps的运行速度。这种架构在1个链接的时候速度是500MB/s，4个链接的时候速度是2GB/s，12个链接的时候速度可以达到6GB/s。
固态硬盘仍须“努力”
既然拥有如此高的性能，那么固态硬盘目前能否成为企业数据的主流存储方式呢？答案是否定的，毕竟新技术常常是不完善的，固态硬盘在企业级应用方面还存在着一些问题。比如与GB级别的容量差不多的传统SATA产品相比，虽然固态硬盘拥有不错的性能，但高昂的售价及相对低的容量让用户与存储系统厂商非常纠结。存储系统厂商很难在企业客户IT预算紧缩的情况下，说服存储管理员和IT经理为固态硬盘支付额外的采购费用，除非他们可以在性能方面看到这项投资是值得的。
不过，固态硬盘目前最急需解决的问题是使用寿命有限的缺点。企业用户对数据存储安全的要求用一句简单的话可以诠释——容量诚可贵，数据价更高！经过50年的发展，借助各项安全保障技术，机械硬盘和磁带可以说是目前最安全同时保存期限最长的存储介质。而采用闪存存储芯片的固态硬盘，即使是采用成本高昂的SLC技术，也仅有10万次的读写寿命。一旦某个存储单元的写入次数接近极限值，就很可能遭遇彻底的物理损坏。如果是传统的磁盘或磁带存储方式，通过数据恢复也许还能挽救一部分数据。但如果是固态硬盘，一旦芯片发生损坏，要想在芯片中找回数据，那几乎是不可能的。考虑到固态硬盘往往应用在关键核心业务上，不论性能如何大幅提升，如果不能稳定持久地保证数据的有效性，即使性能再强劲，也会让企业用户在应用时有所顾虑，即使存储方案提供商已经采用了很多技术来提高固态硬盘的寿命，使其平均无故障时间与传统的硬盘相当。
另外，软件兼容性也是固态硬盘在前进路上需要面对的问题。要最大程度地发挥固态存储技术的优势，就要通过各种软件和系统功能来挖掘其潜能。并不是任意一块固态硬盘都可以随意插入企业存储阵列中使用的，这跟存储软件有很大关系，因为在中高级的存储系统里，磁盘和控制器都有一些特别的代码来支持整个系统的运行，服务器操作系统相对开放，而存储系统相对封闭，所以客户不能随意更换存储器。因此不少企业用户存在顾虑：花大价钱买回来的固态硬盘是否真能派上用场？
目前对存储系统厂商来说，开拓企业级市场最难的是帮助用户寻找使用固态硬盘的瓶颈并解决之，这大大阻碍了固态硬盘在企业应用上的发展速度，固态硬盘要成为企业数据存储的主流方式还需要经历一段时间。