固态硬盘在无盘服务器上的评测(详解SSD盘应用在无盘回写上)

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1、网吧，和有的 KTV 点歌系统都在使用 ssd 无盘服务器，因为 ssd 无盘服务器能够减少维护 成本和保证系统工作效率，但ssd无盘服务器中工作站的机器运行速度，和本身服务器的维 护一直是没有一个很好的解决办法。对于存储领域来说SSD固态硬盘的面世，无疑是一场爱生活爱顺网，注定要成为之前传统 硬盘的毁灭者！当前情况下因为很多制约，SSD硬盘还没有完全普及；而SSD硬盘的诸多 优点恰好是适合无盘服务器应用特点的，在恰当的技术方案搭配组合下，SSD硬盘在无盘 上的全面应用不再是遥远和漫长，可以说目前SSD已经完全可以全面地在无盘服务器上应 用；性能上自是无须置疑，寿命方面SSD也绝不脆弱，我们更

2、欣喜地看到全面采用INTEL SSD 的无盘服务器在极大地提高带机量的同时，价格却下降很多，且在功耗方面也节约很 多！通过本文对SSD无盘应用的分析，希望让更多的关注无盘技术的朋友对SSD无盘应 用有一个更深入地了解。对SSD特点介绍前，我们要对SSD两种类型的储存单元以及与传统机械硬盘的工作原 理对比进行概述。储单元分为两类：SLC（Single Layer Cell单层单元）和MLC（Multi-Level Cell多层单 元）。SLC的特点是成本高、容量小、速度快，而MLC的特点是容量大成本低，写入速度 及IOPS低于SLC。MLC的每个单元是2bit的，相对SLC来说整整多了一倍。不过

3、，由于 每个MLC存储单元中存放的资料较多，结构相对复杂，出错的几率会增加，必须进行错误 修正，这个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪存。此外，SLC闪存的优点是复 写次数高达100000次，比MLC闪存高10倍。此外，为了保证MLC的寿命，控制芯片都 校验和智能磨损平衡技术算法，使得每个存储单元的写入次数可以平均分摊，达到100万小 时故障间隔时间（MTBF）。MLC与SLC卓越的性能，已经足够满足SSD无盘应用的需求， 在考虑成本的同时，我们会尽量选择处于价格优势上的MLC SSD。传统硬盘一般由马达，磁碟和磁头等机械运动部件构成，运动部件的使用将需要较多的 时间和较大的功耗，这也

4、是传统硬盘在无盘服务器多IO,多读写操作的状态下，客户机启 动速度和进入游戏慢的原因之一，而固态硬盘技术则运用固态闪存芯片取代了传统硬盘中的 机械运动部件，由于不需要等待机械部件的运动过程， 从而大大加快了硬盘的数据传输和 读写速度，无论是无盘服务器磁盘在高负载，满机负载的情况下，客户机无需等待服务器磁 盘 I/O 处理速度问题而滞留。1、性能远高于机械硬盘MLC单盘读取速度，标准250MB/S，写入速度100MB/S,则SLC的写入速度已经超 过200MB/S，高出了传统硬盘2-3倍！寻道时间0.1MS，现有常规的7200转企业级硬盘， 寻道时间为12MS，而15000转的SAS硬盘，也定位

5、在5.6MS左右，则关键的参数指标是 IOPS即I/O per second，即每秒进行读写（I/O）操作的次数，多用于数据库等场合，衡量 随机访问的性能。SSD固态硬盘在64KB数据块随机读取标准下，可以处理高达2000多个 任务，而15000转的SAS硬盘只可以处理170个，由此可见，SSD在无盘上的应 用都比目 前市场主流SAS硬盘都更加优越，打破传统硬盘读写速度的瓶颈。2、功耗低SSD待机功耗只有，而传统硬盘则为5-10W不等（视厂商设计及硬盘类型而 定），而运行功耗，SSD只有2-4W!在我们的实践测试中，一台SSD的无盘服务器，1小 时的功耗是0.07Kwh，而传统无盘服务器磁盘1

6、小时的功耗是0.13Kwh。3、散热低得益于免除机械手臂装置以及低功耗设计， SSD 的发热量也相当的低，而传统硬盘则 动不动达40度或以上，如果无盘服务器散热结构不是很合理的情况下， 散热系统风扇随着 时间的增长导致性能下降，环境一系列问题，促使硬盘温度过高，寿命减少一半，而导致客 户的损失是不言而喻的，而SSD散热优势，势必成为客户采购时候的一大亮点！4、无噪音SSD与传统硬盘截然不同，完全0噪音的运行，而传统硬盘的噪音则是让相当多的无盘 精英们头疼的问题。5、重量轻一般SSD重量约为90克，一块普通的3.5寸SAS硬盘重量是700克周围，从包装的角 度，物流成本考虑， SSD 固态硬盘比

7、传统硬盘又增加一项优势！6、抗震强磁盘在物流的过程中，或者在安装的过程中，假如出现过严重摔伤的情况，重则着硬盘 成死盘状态，轻则为硬盘埋下了深层的隐患！而且传统硬盘在工作时如果出现震动，则很容 易产生坏道 而SSD在无盘服务器上的应用则完全不需要有这种担忧了。SSD 与无盘服务器应用需求无盘服务器中工作站的机器运行速度，和本身服务器的维护成本一直是没有一个很好的 解决方案，虽然各种无盘软件系统做了很好的优化，但随着文件系统的数 据量加大，再好 的优化也很难解决机器本身的I/O处理速度，因为一台无盘服务器的整体性能的瓶颈被硬盘 的I/O处理速度所限制,虽然可以用磁盘阵列来提高I/O处理速度，但是

8、这个提高能力有限， 且还要增加硬件成本，一旦硬盘坏掉或老化等问题出现，还要影响系统的稳定运行。在计算 机技术发展高速的今 天， SSD 技术日益成熟状态下，无疑是无盘行业迟来的春天！在成本方面，一块SSD能担任目前最主流3块SAS硬盘阵列的任务，完全使用全串 口方案，减少使用集成SAS芯片，独立SAS卡带来的额外成本，而且多磁盘阵列情况下， RAID 0 模式风险由此增大，如果某个磁盘出现故障过后，数据则全部丢失！从一系列优势 可以发现，SSD在无盘服务上应用性能上完全超越传统机械硬盘，成本更低，完全有理由 替代现有无盘服务器磁盘配置，成为新的无盘服务器磁盘应用需求！SSD与目前最主流的SAS

9、硬盘对比测试文章介绍到中篇，我们重点来分析SSD与传统硬盘的差别有多少，真正能给无盘服务 器带来多少价值！下图使用的是Intel SSD MLC160与目前市场上最主流的希捷300G 15K7 SAS硬盘做 对比测试，在持续读取速度上已经略胜一筹了。2010-10-14 13:18 上传下载附件 (39.88 KB)接着采用的是Intel SSD 64G SLC与 富士通73G 15000转SAS写入速度对比图，SSD SLC已经是两个FST 73G RAID 0的速度。当然，从上图的测试结果中，并不能完全代表SSD比SAS性能有着巨大差异，对MLC160G 在持续写入的时的测试还是不及ST1

10、5K7300GSAS，但是这本身也不是问题，在实际应用 中，持续写的状况并不是经常发生的，在无盘服务器写盘方面应用，需要的是零散的小文件 随机无序写入，持续速度大小并不重要， 更重要的是需要在短时间内对大量的小文件的快 速处理，我们接着来看，无盘服务器磁盘指标更重要的性能测试，就是对于磁盘的IOPS性 能测试！昜HD Tiuie Fro -哽豊实徭工具v3. 50文件帮肋INTEL 55D5A2M160(S2N (160 GB)_ T - P囿團旦Al i _退出9基淮|置信息 I菲 健康| Q错误扫描| 口目录使用I鷹擦写I 文件基淮测试| th磁盘监控器 | 咖AAM回随机存取201816

11、1412108.06.04.0i.oSSD MLC 160G| 开始r读取柠写兀帧网科效倍输大小操作#秒平均存取时间平均速度V 512字节177&8 IOPS0.06 as8.676 IB/s4 KB1T132 iars0. 06 “66_922 IB/s|7 64 KB1T50 IOFS 5T is109.43S IB/s7 i MB104 IOFS9- 5 bs104.942 IB/s昭腿机209 iors4- 8 bs104.546 IB/s0102030 4ti 5060 和 80901 ()0%无盘服务器数据应用，以64K数据为标准的情况下，Intel SSD MLC 160G已经是

12、目前主流 SAS盘的10倍！这也是因为SSD的特性，用闪存代替了机械，无疑将磁盘的寻道时间这个 最重要的指数提高到零点几毫秒以下，该项测试看来，在无盘服务器的磁盘 写入应用方面 就性能而言 SSD 绝对彻底领先机械硬盘。接着我们讨论一个问题，无盘软件中所使用的读写分离技术，系统镜像包/所有游戏镜 像所在的分区，该分区就可以看成是 读 ，控制端上的 工作站目 录 ，也就是客户机的临 时数据存放所在分区就可以看成是写，所谓的读写分离。就是把IMG镜像和客户机的 回写数据分开存放到服务器的不同的分区 （阵列）上。这样读/写分离之后，对服务器硬盘 压力相对来说较小，从而提高客户机的运行速度，这也是常规

13、无盘服务器磁盘系统的规范之 一，为什么不使用一个 或者一组 RAID 硬盘胜任所有的任务，因为单个硬盘或者一组 RAID，同时进行读写操作的情况下，磁盘的性能会严重下降，SSD在无盘上应用，还需要 使用读写分流技术么？那就让我们看下真实的测试结果吧。：ijiniwST SAS- 3Q0G 15K7 SAS同时请写欄駆功需:曲1也竇I |惡据览文孙J-片住犁 广三.厂试盘它歎处悵賞昇昭时I吊-伊寿日古结星为丈k当前連章|7660 U KB/-平埋1零卩丁创0 妙.嗜谣这餓|I:二 sirna上图是一块ST SAS 300G 15K7 SAS同时读写持续操作的测试读，从上图看出，磁盘速度已 经在

14、7MB/S 左右了，这也是无盘为什么要做读写分离的原因了！接着我们在Intel SSD MLC 80G的测试中，读写同时持续操作，磁盘速度仍然能接近到 60MB/S的速度，是主流SAS硬盘的10倍，这也足以表明读写不分离技术已经成为了现实!ZJ保寻日芒雄喲茂祥兰祁主申甌：皿 r.nj：-5 HF.-3错逞山列i炕R %厂廉7TB站.里匀文忡取忘块定小当丽11 五 |62, 6 mziSSD 在无盘使用中的寿命研究SSD寿命想必是大家特别关注的话题，而且在无盘上的应用，其寿命是否能得到保证! 对此，我们探讨了 SSD的工作原理，以及MLC与SLC SSD在性能和可靠性上的差异，实 际上，Inte

15、l在针对SSD的可靠性和使用寿命上，也有一些保障措施。成倍写入机制与智能磨损均衡在深入解析SSD MLC与SLC的性能差异中，我们对SSD工作原理的描述。SSD最小 记录的单元是Page (4K),最小擦除单元是block (512K)。当我们保存该文件时，它会以 2 pages的形式保存在闪存记忆体中；将其删除时，SSD会标记pages为无效，但实际上并 不会删除该 block。 SSD 将等到 block 中一定比例的 pages 被标记为无效时，才会复制一些 有效的数据到新的pages里去并擦除该block。SSD这样做是为了限制了每个block擦除的 次数，从而延 长驱动器寿命。并不是所有的 SSD 句柄删除都通过相同的方式，如何删除和何时删除一些包含无效页 面的块，成为SSD寿命的关键。写入放大率对于一些质量不好的 SSD 来说，如果你只是想更换一个 16KB 的文件，控制器可能会 错误地将整个block读取到主记忆体，然后更换4个页面，从SSD中擦除块，然后把4个 改变页写入到新的块中。使用英特尔固态盘的页画块，就意味着如果只写入16KB新数据， 却相当于将512KB写入了 SSD 写入放大了 32倍。我们暂时没有其他SSD控制器的数据可以显