我眼中的「SSD」 ..update

前言：

每一個人對一種技術的觀點都是發自不一樣角度的，而這些不一樣角度觀點的依據，有可能來自自身技術經驗，以往項目，目前的行業或者道聽途說而後加入本身的主觀意識。而如今，我想談談我本身對與SSD的認識，和一些觀點，如下理論基於我已經實施過的項目及輔助partner完成的項目，還有一些來自業內前輩的點化，固然，我得到了一部份內部資料，而這些都是目前國際前沿的SSD廠商。

****在這篇內容中，我不想使用「SSD」這個術語，由於在以前的一個交流中，一個前輩告訴我：你能夠稱個人產品爲"NAND"，或者稱它爲Memory Array，可是咱們不習慣稱他爲"Solid state disk",緣由很簡單，咱們認爲傳統的solid state disk是被封裝在一個盒子內，在盒子內經過IO總線鏈接到設備，而IO總線一般是SAS，SATA類型再轉接到設備IO總線<好比App Server>，從而可能會造成瓶頸，咱們的NAND不少時候是安裝在設備PCIe上面，好比<App Server>，因此你能看到，減小IO環節，距離CPU更近；OK，那我再此篇內容使用"NAND"去闡述觀點。另外，我不是作學術研究的，因此請原諒文章的邏輯性，我只是想到哪裏，寫到哪裏。

近2年的時間裏，企業級的NAND在內地的論壇，媒體以及廠商中無非是存儲界熱門的話題之一，而這些話題內容則最多圍繞着：

>容量？

>價格？

>ROI？

>安全性？

>將來趨勢？

>技術成熟度？

>穩定性&壽命？

如今，我想先聊聊—容量：
目前NAND容量，單顆SLC就已經和HDD至關，一般作到2TB，3TB都不是問題，而MLC工藝所帶來的容量，幾乎10TB或更高均可以作到。因此，在容量問題上，若是對比單一HDD，那NAND則會有更高的指標。不少時候，咱們使用存儲陣列，這時候HDD容量幾乎100TB,500TB或跟高，而NAND目前也有陣列，就是Memory array；

Fusion-io也可以把多顆NAND，經過一個獨立的企業級服務器進行整合，而後發佈出去，這樣則能夠總體擴展容量到更高級別。

而memory array的新秀廠商Violin Memory能夠在一個3U的盒子內集成64TB，而最高可以擴展到352TB，請問，您往常實施過的HDD中，中端存儲陣列又能到多少？
最後，再比較NAND和HDD容量時候，NAND並不像咱們預想那樣遜色，而且在某種程度，相同容量能夠佔用更小的空間，減小能源消耗及維護精力<這個話題稍候再聊>。

穩定性 & 壽命？

這個話題被不少人關注，然而我要客觀的表達一下我和大多數人不一樣的觀點，若是是在某些IT論壇發佈，頗有可能被不少人炮轟，尤爲是那些容易發怒的朋友，因此我偷偷寫在本身角落，若須要甚至能夠設爲隱私，這就安全了。

個人觀點是：在多數狀況下，NAND壽命會比HDD更久！

在討論NAND的壽命長或短時候，咱們的基準如何創建？多久算長久，多久算短暫？我想這個基準最多創建在HDD上。不少廠商說HDD壽命至少是5年，7年或者30年，而NAND也就3年，或者更久一點。這些數據無疑是從廠商的實驗室得到，我相信這些數據是真實的，科學的，讓人信服的，可是我更相信廠商的測試環境會像醫院的手術室同樣乾淨且溫度適宜，咱們企業的數據中心也會像手術室的環境同樣嗎？

HDD：我最後一次的實施在北京，一個用戶有250TB存儲，幾個機架的磁盤，看到存儲售後工程師正在更換磁盤，獲得以下結果，用戶250TB存儲從實施完成到第一次報修磁盤報警故障，僅僅8個月時間，且在後來一次微碼升級的操做後，同時8顆磁盤報警。重慶我常常過去，讓我感受氣候明顯好不少，哪怕用戶數據中心常常開着門，設備上面仍然沒有太多灰塵，而那裏的集成商告訴我，一般第一次實施後，待用戶第一次磁盤報修平均是1年或者1年半。也許會有人說，磁盤報警閃黃燈並不意味着磁盤壞了，也許控制器發現了潛在問題，也許還能夠繼續用。而我會說，非要等到磁盤從黃燈變成紅燈，或者磁盤完全不轉了才更換嗎？我認爲這顆產品已經壞了，而壽命則是1年或者2年也許在久一點。或者請想一想，您本身部署過的項目，待第一次客戶保修磁盤是多久週期，會是5年？7年或者30年嗎？最終的結論，若是按照理論值，機械磁盤壽命多是比較樂觀的，而按照用戶環境，好比散熱，衛生，UPS等等，機械磁盤壽命遠遠低於理論值，而此時的NAND將會發揮其特有效益，這取決於自身的製造工藝，低散熱，沒有振動，精簡電子元器件<無馬達>；這些效益隨之使用環境的苛刻，放大性的體現其效益<較之HDD>，甚至沒法判斷HDD與NAND哪一個使用更久，可是NAND會更有優點對嗎？

若是是一個激進的廠商，一個有高瞻遠矚的廠商，都會花最大精力改善已知問題<而不是敷衍>，這樣才能在競爭中脫穎而出，關於NAND已知問題其一則是刪除寫入帶來的放大效應，這邊弊端已由廠商的代碼改善不少，廠商可能是利用軟件技術，控制其IO對NAND的重複操做，以及優化Block分區，聚合寫入方式延長其NAND壽命，每次接觸這些廠商，他們都會很欣喜的分享這部分技術，告訴客戶他們是如何對這些通用的問題進行改善及改善的結果。

NAND：我第一次實施帶有NAND的項目是，距13年10月的三年前，Partner考慮到全冗餘SAN節點，及預算。因此使用民用級NAND-PCIe,運行醫院核心系統，至今在跑。我想企業級的NAND選用品級最高的NAND顆粒，使用則會更久。

關於穩定性無需太多概述，NAND由來已久，只是用來存儲企業數據是近2年的話題，但是NAND的前輩廠商德州閃存系統<Texas Memory Systems>從70年代便致力於這一領域，只能說咱們內地老是慢幾拍。

所以我想說，請不要過多的畏懼NAND的壽命。

安全性？

HDD可使用RAID進行磁盤保護，NAND也能夠。而且Violin Memory的Memory Array容許多個nodes之間作出cluster，咱們只要移步去該網站就能瞭解其實現技術。總之，這部分顧慮徹底能夠按照一顆傳統的HDD來對待。

技術成熟度？
這個是相對的，不少時候沒法找到一個基準，或者認爲你們都在使用了，那就算成熟了？那也許會永遠排在後面，對於一個集成商來講，就沒法獲取市場先機，可是判斷一個產品的技術含量並非那麼複雜。只是帶上咱們的技術顧問，留意產品每一個功能如何實現以及實現到什麼程度。換句話說，這個產品能作哪些？哪些不能作？如何作？能作到什麼程度較之競爭對手。這是我本身判斷一個產品通用的手段，而不會受其它外界干擾，或者潛意識排斥某種技術類型。

價格？
這個話題被關注的程度僅次於「壽命」。我再次闡述一個與多數人不一樣的觀點，我不認爲它是昂貴的，較之HDD。

「貴」的基準也是創建在HDD上面，對嗎？一顆企業級HDD三千多塊，而同等容量的NAND須要三萬多塊，若是400GB左右。這樣比確實貴，可是請問：傳統的HDD理論值IOPS是多少呢？FC DISK=200？可是一顆NAND一般的IOPS是多少呢？

HDD .vs...

NAND

它可以輕鬆至10K以上。那咱們須要多少顆HDD才能堆出這樣的速率？請注意，同等條件下，相等的IOPS不等於相同的延遲。這樣還以爲貴嗎？

咱們有句古話，對於買的人，永遠是值，不買的人就是不值。在個人項目中，徹底是須要它的，它的性能，低的延遲，凸顯方案的先進性，提升方案的競爭優點，anyway就我用過的項目中，我認爲值，價格也就OK；再想一想，比較有性能需求的客戶：Taobao，Amazon，訂票系統。比較大型的V-Server用戶，必定數量的V-Desktop用戶。有些用戶須要更大帶寬，可是也有不少用戶需求磁盤快速的作出響應及更低的延遲。

一個1000臺虛擬機的環境媒體教室，成千上百顆磁盤陣列集羣，可能須要1個半小時才能徹底啓動，而一個3U的NAND-memory array 僅僅須要30分鐘，而且較少購入成本和精力，學生無需等待更長的時間，而且得到了更好的體驗，我會在以下內容中，介紹如何把成本降到更低。

ROI？
前提是創建在需求上，需求可以知足必然是ROI的基礎，我認爲；其次佔用更少的空間。我在一些地區，部分用戶設備仍然是租用的場地，而且每一年支付昂貴的租賃費，若是是淘汰的設備，客戶會馬上撤回場地，儘可能的減小租賃費用，而NAND因爲其特殊工藝，無需佔用更多的空間較與HDD。更少的維護成本投入，好比冷卻系統，UPS系統，電力成本等等，這些都是不言而喻的；

若是一個醫院用戶，須要100TB空間，而且須要爲關鍵幾個系統配置NAND的性能，須要一次投入100TB的NAND存儲嗎？在我看來不須要。

市場上一些前沿的技術，咱們是徹底有權利享用的！這些技術所映射到產品包括:IBM SVC，飛康的NSS,EMC FAST,DataCore Software等等，固然還有愛數雲櫃。
這些產品包含2個特殊的功能，首先是能把不一樣的存儲進行整合，而後「池化」，使可用容量達到100%，其次是支持存儲自動分層的功能<有強有弱，請自行比較>；

因此，還記得剛纔醫院的案例嗎？咱們使用900TB的HDD，而後購買1TB的 NAND，進行整合後容量則是100TB，在容量上知足了用戶；存儲自動分層——實質意義是檢測前端主機IO對某些Block訪問頻率，若是是頻繁的Block會自動遷移至NAND，而隨着Block訪問頻率降低，會再次遷移至HDD，帶有這種自動學習模式的Block遷移，正是存儲自動分層的特徵。綜上所述，一樣是100TB容量的投入，咱們利用這種方式至少下降成本至80%，最大化提升了ROI，存儲廠商XIO一樣是考慮到了這個理念。
或者請移步，參考個人另外一篇：關於分層式存儲

將來趨勢？

我認爲，在14年，NAND市場將會預熱。儘管不少媒體說一線廠商都有NAND產品，請問產品名稱及型號？沒有，一線廠商的都在醞釀，而且僅僅做爲一個輔助功能置入的本身的存儲中，好比EMC的FAST,僅僅是一個輔助，IBM花重金收購TMS不可能沒有下文；這些一線廠不會看着那些新起來的硅谷公司在屬於「本身」的蛋糕上你一刀他一刀。僅僅是一個時機問題。
據我瞭解，部分大廠處於政策考慮，和這些新起的硅谷公司達成了OEM，而另外一些大廠則直接收購，如IBM；
做爲我本身，我仍然但願更多項目，在有需求時候加入NAND角色，幫助Partner提早積累這些經驗，只待某天市場火熱的時候，Partner會拿出比別人更多的案例及更具備特點的方案。

update.....v1.1

2013-12-05 update v1.2

       圍繞最近幾個和NAND Flash有關的項目，我想更新一下這篇內容，而後談一下2014至後三年的NAND Flash發展方向。

       在接到一個項目初期，不管是售前工程師或是項目經理，最多的腦細胞耗費在哪些方面？我認爲是「權衡」，咱們老是反反覆覆權衡，投入多少，回報多少？

在面對Flash這個話題上：

      若是按照廠商的方程式，「Per 容量×Per IOPs=投入成本」這是徹底合理的。由於個人需求包含了性能，就我親身測試項目，兩顆民用級SSD，組建的RAID 1後，IOPS都可以穩妥的達到60000（100%random），這裏咱們不談理論值，若是使用HDD呢？一顆FC HDD最大IOPS無非也就是200，那咱們須要採購多少顆HDD才能達到60000-IOPS(100%Random)？後期的維護成本呢？製冷系統？

     若是按照「Per 容量=成本」來計算呢？這部分投入必然是昂貴的，一顆SATA磁盤很容易解決3，4TB容量，而採購4TB的Flash 則須要高於10倍的成本。我遇到不少這樣的客戶，他們但願有一個大容量，方便統一部署存儲系統，同時也須要更快的磁盤響應速度，那麼，此時若是所有投入Flash彷佛太過昂貴了，有更好辦法可以讓用戶擺脫這種困境嗎？

有的—Hybrid Storage

     不少輿論話題集中在Flash會不會取代HDD，會不會在14年大賣，會不會改變整個存儲進程?而不少人卻忽略了Hybrid Storage，而且我絕對相信在2014年及連續幾年有很大的需求。

     Hybrid Storage 包括兩方面，一方面針對是產品，另外一方面我以爲對應是解決方案。

對於產品而言，XIOstorage.com絕對是一個不錯的廠商，固然還有更多相似方案提供商。他們會經過一個3U的盒子，放入大批量的HDD混合少批量的Flash以達到提速的目的。兩種不一樣特徵介質，有可能會被作成一個磁盤池，略有虛擬化技術，或者自主研發的Striping；目的很明確，在保障兩種介質空間100%利用率的狀況下，使關鍵的數據塊移動到Flash上面(或訪問頻繁的數據塊)，而較冷的數據塊則放在HDD上面，固然HDD多是SAS，SATA,Near-line SAS幾種的組合。而不一樣廠商的區別在於，手動來實現，仍是自動？遷移的方式與時間？依靠每一個廠商的軟-技術實力。

      第二個方面是解決方案，這涉及到了一個更大的範圍，可是較上述的「產品」而言，核心的重點包括了客戶已有的資產如何保值。而不少廠商可以很好的解決這個問題，藉助於Software-defined Storage特性。咱們能夠投入一套帶有虛擬化特徵的存儲網關，把用戶全部的存儲陣列接入到一個大型磁盤池，而後在選購一小部分Flash加入磁盤池。首先，原有的存儲利用率獲得了更大的提高，這也許是客戶意想不到的額外好處，其次是熱點數據/或數據塊在Flash上面，而非熱點數據搬遷至IBM,EMC等老舊的存儲陣列上面，每一個關鍵應用，如VDI，OLTP都能享受Flash性能。在未來，客戶考慮到容量擴容時候，依然能夠選購那些中等性能的存儲，而後適量添加一小部分Flash。

      所以，這是一套廉價的方案，而回報則是超乎尋常的，這一切依賴於—Hybrid Storage！這也是我爲何相信Hybrid Storage 會在從此的幾年佔據一部分市場的緣由。與此同時，好的機會老是留給那些勇於冒險的先行者，當更多的客戶已經認同這是一套完善，且穩定的方案時，須要的是廠商拿出更多的案例和經驗豐富的設計觀點，一部分走在技術前沿的廠商獲得了一次很好的展示機會，而另外一部分廠商則會很困惑，然後者有多是目前還在觀望的。