當前社會信息化高速發展,存儲的容量和性能變得越發重要,對于存儲陣列中的硬盤來說,其性能水平、穩定性、I/O和組建陣列的靈活擴建方面成為存儲重要的選購依據。
同時采用多個小容量硬盤堆疊、對硬盤采取池化措施的虛擬化技術等措施均被利用于提升存儲IOPS。而到了今天我們卻發現,真正到了大數據時代,存儲實際上已經遇到了瓶頸,而目前彌補這一性能瓶頸的手段無疑就是固態硬盤。
固態硬盤一出現在市場,就以高成本“盛氣凌人”,但由于采用了SATA/SAS等市場上主流的硬盤接口,使得其在企業市場上的普及速度快得令人驚訝;尤其在存儲陣列端配置幾個固態硬盤后采用緩存擴展技術高速緩存在機械硬盤中的熱數據,諸如此類應用,也使得固態存儲的應用和銷量呈直線上升。
更值得驚訝的是,基于SATA接口的固態硬盤卻在逐漸向PCI-Express插槽的固態硬盤發展。這大大得益于板載PCI-E接口與CPU、內存數據的通訊和傳輸效率比傳統的SATA/SAS接口高很多,使得PCI-E接口固態硬盤在未來數據中心和終端平臺上擁有廣闊的發展機遇。
包括PCI-E固態硬盤在內的固態硬盤近幾年發展迅猛。其中2011年泰國洪災的爆發使得固態硬盤如獲新機,相比傳統硬盤產量不足所帶來的價格上漲,固態硬盤的成本劣勢也就顯得不再突兀。
固態硬盤出貨量增長(數據來源:Gartner) 高達64%的復合年均增長率,預示著固態硬盤市場將迎來爆發性增長。從固態硬盤接口方面來看,未來幾年PCI-Express接口固態硬盤增速將超過SAS;SATA接口固態硬盤所占比例則逐漸萎縮。因為PCI-E接口的固態硬盤直接連接在主板的BUS總線上,而對于SATA和SAS等傳統硬盤接口的固態硬盤來說,由于HBA和RAID控制器轉接主機與存儲設備容易產生損耗,隨著固態硬盤數量的增加,其單個固態硬盤的延遲開銷和性能問題會變得極為突出。因此相比之下,PCI-Express固態硬盤擁有更為高級的連接接口和成熟的內存管理技術。一方面,它采用了可靠的協議體系架構,支持設備層面的協議錯誤檢測、校正、報告和熱插拔/熱替換。支持可擴展帶寬/頻率,擁有先進的功耗管理,同時還支持虛擬通道以提供更好的服務質量。
在具體應用上,基于PCI-E接口的固態硬盤在聯機事務處理方面將優于傳統的SAN方案。一方面,PCI-E固態硬盤省去了光纖通道,通過板卡內置高效傳輸通道直接實現高性能數據傳輸;另一方面,在執行應用負載并存儲數據庫平臺上,PCI-E固態硬盤可實現更低延遲,而且成本也更低。
數據中心的服務器端緩存也將是PCI-E固態硬盤大展身手的舞臺。得益于其遠超SAS/SATA固態硬盤的性能,減少了額外的光纖或者以太網傳輸,使得數據傳輸更為直接和高效。PCI-E固態硬盤大規模部署,將會在單盤托架、采用通用背部接口(兼容2.5英寸PCI-E和SATA/SAS固態盤),實現混插和RAS(可靠性、可用性、可維護性)。
PCI-E固態硬盤存儲無需HBA協議轉換,可幫助提升性能、降低成本。基于這種接口的固態硬盤,其托架也無需散熱片設計,能夠在更小的制程下實現NAND RAS管理,對于高密度2.5英寸的PCI-E固態硬盤來說,其平臺的質量和設計可根據應用而有所差異,但整體來說未來其性能密度是不斷在提升的。
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