存储网络中固态盘的可靠性和性能

为固态盘硬件制定计划是一项复杂的任务，要求充分地了解固态盘如何应用于存储网络环境中，因此你最好是先从阅读本系列的第一篇文章《SSD部署之企业应用和系统文件难题》开始，了解应用和软件方面的相关问题。

本文将谈到固态盘硬件问题，第三篇和最后一篇将谈到一些重要的固态盘设计问题，以及SAS和RAID控制器问题。

固态盘硬件通常有两种基本的接口类型：PCIe和光纤通道/SAS/SATA。每种接口都有自己的缺点和优点，了解两者的折中是很重要的。

另一个问题就是固态盘管理。固态盘是应该被置于RAID控制器呢，还是通过其他接口进行连接？当然，固态盘性能是一个大问题，或者你根本就没有考虑过购买固态盘。我们都听说过一些基于闪存的固态盘存在损耗均衡和写入性能降级等性能问题。关于这方面的文章有很多，因此我就谈一些重要的细节吧。最后也是最重要的就是固态盘的可靠性。和往常一样，我们先从可靠性开始，对于企业数据存储用户来说，没有什么比可靠性更重要的了。

固态盘可靠性

我们都听说过，你向闪存单元写入的次数是有限的。这个数字根据不同的厂商和采用的是哪一代技术而大不相同，从每单元写入100000～1000000次不等，但是闪存单元的可靠性并不是固态盘的全部，我们在下一篇文章中将更深入地进行分析。可靠性的另一个关键因素就是固态盘的纠错码，它反过来会影响设备的硬错误率。硬错误率通常是针对磁盘驱动器来说的，是指扇区每位读取的错误率。对于企业级SAS/光纤通道驱动器来说，这个数字通常是每10的16次方个位有一个扇区错误，相当于每移动11PB有512字节（错误），如果你有1000个磁盘驱动器以100 MB/s的速度迁移数据，那么每33个小时就会出现一个故障。

这并不是一段很长的时间，固态盘的操作速度要比磁盘驱动器快得多，因此这可能会成为一个问题，但基本上使用1000个磁盘驱动器的例子很少见。真正要问的问题是，什么是硬错误率？厂商如何得出这个值的？主要的磁盘制造商了解潜在的ECC问题，有专门的可靠性工程师根据他们的介质设计来计算得出这些数值。对于所有固态盘初创厂商我还想问的另一个问题就是，他们的硬错误率是如何计算出来的？如果他们无法回答的话，那么说明它还不如企业级磁盘驱动器。

而且关于磁盘驱动器你要记住一点，固态盘的硬错误率与SAS/FC（注意，光纤通道固态盘很少见，因为固态盘是一项新兴的技术和行业趋势，驱动器的接口是SAS）和SATA固态盘都是不同的。企业级SATA磁盘驱动器的硬错误率比SAS/FC高一个数量级（每10的15次方个位有一个扇区错误），而非企业级SATA更是每10的14次方个位就有一个扇区错误。SAS/FC驱动器容量远小于SATA驱动器的原因之一就是，它的每个磁盘驱动器ECC更多，这就降低了密度，因为ECC空间是占用存储的。

除了硬错误率以外，你还要考虑另外两个因素：年故障率和每天的写开销。

硬错误率测量的是介质的故障率，而年故障率通常测量的是其他组件的故障率，用每年百分比表示。例如，企业级磁盘驱动器的年故障率通常小于1%。

因为在出现故障之前每个单元的写入次数是有限的，所以大多数固态盘在写入次数方面也是受限的。写开销通常基于设备的性能，在预期失效之前单元可以写入的次数，以及可以被重新映射到翻转值失效的单元的地址的空白单元的数量。企业级设备和非及企业级设备的写开销大不相同，因此通过固态盘类型和接口性能了解写开销是很重要的。如果你正在使用3Gb SAS (300MB/s)或者PCIe 2.0 x16 8GB/s，那么你的写开销需求就会有很大变化。我们将在下篇文章中具体谈到这一问题。