事實上,現如今的企業似乎更傾向于以簡單實用的標準來比較兩種驅動方式,而并非FlashSSD硬盤類型在耐力方面的巨大變化,以及硬盤驅動器相對較低的性能使得任務變得更復雜方面了。
智能存儲選擇:如何評估固態硬盤
隨著企業業務的發展,其對于更快的存儲需求也隨之增長,許多企業正在考慮從硬盤驅動器(HDD)切換到固態硬盤(SSD)。SSD不僅增加了I/O(輸入/輸出)吞吐量同時能夠帶來更大的功率密度,進而能夠加快應用程序的運行,并降低數據中心的碳排放量。上述兩大因素是評價SSD驅動器的一個令人信服的論據。但是,針對于您企業特定應用程序的環境技術而言,如何在對兼顧成本和性能準確比較的基礎上來確定您企業環境的最佳組合方法呢?
容量、吞吐量和每千兆字節的成本都已經是老的評估存儲的準則了。但是,這些相關指標是評估固態硬盤的唯一指標嗎?僅僅拿這幾項指標來比較硬盤驅動器與固態硬盤也是合理的嗎?事實上,現如今的企業似乎更傾向于以簡單實用的標準來比較兩種驅動方式,而并非FlashSSD硬盤類型在耐力方面的巨大變化,以及硬盤驅動器相對較低的性能使得任務變得更復雜方面了。
行業內采用硬盤驅動器已經有60年的歷史了,這使得該解決方案已經成為我們腦海中進行存儲選擇時永久根深蒂固的選擇了。但是,技術是指不斷發展的,所以我們必須適應技術發展的步伐更新我們的思維。硬盤驅動器不易產生磨損。但也有一些可能會運行失敗,絕大多數均會在其被徹底淘汰之前,被取代或升級。沒有嚴格的限制,使用簡單可以是您企業選擇存儲設備的標準。而您企業需要不斷的購買和使用驅動器,這使得存儲成本成為您最為關注的焦點;因此對每GB 存儲成本的度量標準最為普及。
固態硬盤是不同的,NAND技術的本質使得只有有限數量的程序擦除周期或寫入到驅動器。這種限制基本上使得SSD固態硬盤成為易耗品,在評估固態硬盤與硬盤驅動器時,必須考慮到總成本的計算。而當查看SSD的類型及其相關I/O性能時,這一事實顯得更加重要。
SSD與HDD:評估總體擁有成本
存儲網絡行業協會(SNIA)針對一款給定的應用程序在比較HDD和SSD時應該考慮哪些因素進行了深入的分析。他們的結論是,進行總擁有成本 (TCO)方面的評估是比較HDD和SSD時最能夠提供現實依據的因素,其能夠評估出部署存儲系統在其生命周期內的直接成本和間接成本。
直接成本,通常是勞動力和資本成本,其為我們所熟悉,也比較容易衡量,但間接成本則是比較復雜的。行業研究表明,經營存儲設備超過三年的費用遠遠超過了其購買成本。因此,要得到一個完整的總體擁有成本,有必要客觀地考慮所有相關數據,包括下列費用:
采購費用
對于采購成本的分析必須包括每臺驅動器的成本、軟件許可證以及不同架構的選項。舉個例子,對于高度隨機I/O事務的應用程序(例如:Exchange電子郵件,銀行交易等),單個固態硬盤可以取代10個或更多的硬盤陣列,從而導致更少的碳排量,更高的性能,以及支持成本較低的硬件和軟件許可。
保養及維修費用
HDD硬盤年故障率在2%至8%之間,所以,使每年會有多達1/12的硬盤部署運行失敗。這樣,更換驅動器的人工成本及其造成的任何系統停機時間都必須考慮進來,以準確估計這些成本。除了這些因素,固態硬盤必須被視為一個可消費產品,其耐久性依賴于多個因素,根據制造商和設計的不同而有所不同。我們將在后面詳細比較這一點。
電力和冷卻費用
在0級和1級存儲系統,選擇SSD固態硬盤可節省超過80%的總存儲系統的能源需求。這種計算需要考慮很多元素,而不僅僅是缺乏旋轉介質、擺動的讀/寫磁頭、執行器和旋轉電機。最終,固態硬盤擁有更大的功率密度,使得其優勢得以突顯;采用更少的驅動器可以以較少的功率提供相同的吞吐量,而其帶來的額外好處是需要的空間和冷卻資源更少。
RAID配置
使用RAID配置是提高性能和可靠性的標準做法。傳統的RAID配置掩蓋了HDD硬盤驅動器中高I/O的固有延遲。新的SSD友好的RAID能夠開發和提升SSD的性能和可靠性。在RAID級別之間的權衡可以顯著改變性能,成本和可靠性,所以相對的好處必須被分解成一個完整的TCO分析。
SNIA提供了微軟Excel電子表格的TCO計算格式下載。這個表格涵蓋了所有這些因素。
SSD與HDD新規則比較計算一個完整的TCO是一個重要的學科,但是,對于SSD的類型和設計的直接比較而言,一些簡單的指標是有用的。在 HDD時代的經驗法則措施包括衡量每GB存儲的成本費用和I/O吞吐量。SSD的特性削弱了每GB成本的相關性,這意味著測試I/O吞吐量對于固態硬盤是必須的,以確??梢詫︱寗悠黝愋椭g進行真實世界性能的精確比較。
這種情況帶來了兩個新的規則:
1、采用每兆字節的寫成本($/TBW)作為比較的關鍵指標。
2、在適合于SSD的標準化測試的基礎上進行性能比較。
為什么要比較產品的耐久性
各種用于創建SSD固態硬盤的NAND技術都有有限的生命。在執行力一定數量的寫操作之后,從某一點上,其邏輯門降解,它們將不能再可靠地存儲數據。SSD制造商們采取了多種方法來管理和保證產品耐久性,這導致了產品性能和價格組合的不斷上升,一定程度上迷惑了買家,尤其是因為大多數企業級硬盤都是五年的保修。關鍵的因素是,保修總是與保修期內所規定的寫操作數量相關聯的。這一限制有著顯著的影響,并且顯然對于企業在做出購買決定時的影響是至關重大的。
以最低的$/GB成本而不參考產品耐久性進行采購的方案就像買了一個廉價的輪胎;其可能暫時是可以用的,同時也有5年的保修,但如果保修限制其一年只能跑一千英里呢?
下面是比較兩種SSD硬盤的一個例子,二者都有五年質保。
尋找“正確”的存儲解決方案
如果單純只考慮硬盤的價格,那么,購買SSD-A是一個容易的決定,因為它的價格只有SSD-B的一半。然而,如果考慮產品耐久性的因素在內,您會發現自己每六至八個月要更換一次SSD-A。而SSD–B則提供了驅動器最好的使用壽命,是真正有價值的。
規范的SSD性能測試
在SSD中管理NAND閃存設備,以優化驅動器的整體性能是復雜的。閃存管理的有效性,會影響驅動器的性能測量,而其是由幾個因素決定的:該驅動器在測試前的狀態,工作負荷模式(如讀/寫組合和寫入塊規模)和數據模式。
例如,當對一個新開箱(FOB)的SSD進行I/O吞吐量測試時,新開箱(FOB)的驅動器的性能將優于相同的已經在使用的SSD。而隨著使用的持續,FOB驅動器的性能將變成一個穩定的狀態,而在這一個穩定的狀態點上測量,才能準確反映驅動器的實際使用性能。即新開箱(FOB)的驅動器剛開始的性能和穩定狀態的性能之間可以有一個顯著的差異。
SNIA已評估了這些不同因素所帶來的影響,并制定了企業級固態存儲驅動性能試驗規范,可供下載。
性能數據的評價應始終使用符合此規格,以保證與驅動制造商一樣的測試數據。
但即使不那么正式的內部測試,也將需要在測量之前遵循基本的步驟改進。測試人員需要恢復到出廠默認狀態,讓SSD驅動器通過連續寫入兩倍的工作量,然后運行測試腳本,直到達到一個穩定的狀態。
對于大多數企業應用程序而言,現實比較HDD和SSD之間性能表現,SSD的性能占優勢;而在價格方面,SSD較之HDD更是將逐步突顯出其優勢來。
所以,當下次您的企業決定是否轉移到采用固態硬盤時,考慮一下TCO,$/TBW成本和SNIA的性能數據吧。然后,您只需簡單的對比這些數據,數據自己就會說話了。