每一次新品的誕生,都來自兩個(gè)因素的驅(qū)動(dòng),一是廠商技術(shù)創(chuàng)新的進(jìn)步;二是用戶需求的變化。企業(yè)級(jí)硬盤,作為用戶數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)核心部件,其發(fā)展大勢(shì)也同樣如此。那么固態(tài)硬盤企業(yè)級(jí)跟消費(fèi)級(jí)有什么不同?服務(wù)器上能不能用消費(fèi)級(jí)的SSD呢?
固態(tài)硬盤(Solid State Drives),簡稱固盤,固態(tài)硬盤(Solid State Drive)用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤,由控制單元和存儲(chǔ)單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。固態(tài)硬盤有消費(fèi)級(jí)和企業(yè)級(jí)之分。
企業(yè)級(jí)SSD的應(yīng)用需求和技術(shù)要求與消費(fèi)級(jí)SSD有著很大的不同,對(duì)主控和閃存的要求也不相同,因而兩者的組成部分在制成的時(shí)候也有所差別。其差別主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:成本、性能、可靠性、耐久性。
企業(yè)級(jí)SSD更多地面向企業(yè)單位,相對(duì)于消費(fèi)級(jí)SSD,企業(yè)級(jí)SSD對(duì)成本的要求較低,更加注重?cái)?shù)據(jù)的完整性,也就是對(duì)數(shù)據(jù)的安全性有苛刻的要求,而成本的比重只有5%。相反,消費(fèi)級(jí)更加看重的是成本,對(duì)數(shù)據(jù)的完整性要求并不那么嚴(yán)苛,因?yàn)閭€(gè)人電腦對(duì)SSD有一定的容錯(cuò)度,價(jià)格才是主導(dǎo)市場的關(guān)鍵因素。
企業(yè)級(jí)SSD一般作為大數(shù)據(jù)或是單位平臺(tái)使用,對(duì)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)反應(yīng)以及數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定性具有較高要求,同時(shí)對(duì)SSD的讀寫速度以及快速響應(yīng)等都具備一定的要求,比如在涉及處理數(shù)百萬字節(jié)隨機(jī)公司數(shù)據(jù)(包括在 CAD 技術(shù)圖紙上的協(xié)作、供分析用的地震數(shù)據(jù)(例如大數(shù)據(jù)),或者訪問供銀行交易用的全球客戶數(shù)據(jù))的典型數(shù)據(jù)中心情形中,必須以最少的延遲量訪問存儲(chǔ)設(shè)備并可以涉及需要并發(fā)訪問相同數(shù)據(jù)的客戶端,而不會(huì)對(duì)響應(yīng)時(shí)間造成影響。這不僅要針對(duì)訪問前數(shù)秒中的最高性能而且還針對(duì)使用更大的預(yù)留空間 (OP) 加以優(yōu)化,從而這些企業(yè)級(jí) SSD 還能在較長時(shí)段內(nèi)持續(xù)提供保持穩(wěn)定狀態(tài)的性能。
消費(fèi)級(jí)SSD主要是針對(duì)個(gè)人用戶,而個(gè)人電腦等產(chǎn)品則沒有這么高的需求,客戶端應(yīng)用程序僅涉及單個(gè)用戶或應(yīng)用程序訪問,在任何用戶或系統(tǒng)操作的最短和最長響應(yīng)時(shí)間之間具有更高的容許值。更多的是對(duì)容量、價(jià)格、速度等因素有需求,更注重使用體驗(yàn),因此企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤在性能方面也要優(yōu)于個(gè)人消費(fèi)級(jí)SSD。
SSD有幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)來衡量其可靠性:UBER、RBER和MTBF。
UBER: Uncorrectable Bit Error Rate,不可修復(fù)的錯(cuò)誤比特率;
RBER: Raw Bit Error Rate, 原始比特錯(cuò)誤率;
MTBF: Mean Time Between Failure, 平均故障間隔時(shí)間。
RBER反映的是閃存的質(zhì)量,所有閃存出廠時(shí)都有一個(gè)RBER指標(biāo),企業(yè)級(jí)閃存和消費(fèi)級(jí)閃存的RBER顯然是不同的,價(jià)格當(dāng)然也有所不同。
UBER指標(biāo)描述的是出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的概率,給用戶以直觀的概率數(shù)據(jù)描述錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的可能性,當(dāng)然越低越好。
在 NAND 閃存生產(chǎn)期間,每個(gè) NAND 閃存顆粒均會(huì)經(jīng)過測試并具有底層位錯(cuò)誤率 (BER 或 RBER) 特性。JEDEC 委員會(huì)于 2010 年在文件“JESD218A:固態(tài)硬盤 (SSD) 要求與耐久測試方法”以及文件“JESD219:固態(tài)硬盤 (SSD) 耐久工作量”中定義和標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容所述,企業(yè)級(jí) SSD 在許多方面與客戶端級(jí) SSD 存在差異,這些差異包括但不限于企業(yè)級(jí) SSD 支持更為繁重的寫入工作量、更為極端的環(huán)境條件以及從比客戶端 SSD 更高的 BER 中恢復(fù)。
企業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)SSD UBER值對(duì)比
影響SSD可靠性的原因包括SSD閃存的自身預(yù)測壽命以及自然發(fā)生的錯(cuò)誤率問題這兩點(diǎn)。
在使用 JEDEC 建議的 UBER 要求方面,將企業(yè)級(jí) SSD 與客戶端 SSD 進(jìn)行對(duì)比,企業(yè)級(jí) SSD 要求每處理 1 萬萬億位 (~1.11 PB) 僅存在1 位經(jīng)歷 1 次無法修復(fù)的位錯(cuò)誤,而客戶端級(jí) SSD 與此相比則是每處理 1 千萬億位 (~0.11 PB) 存在 1 位錯(cuò)誤。
通常情況下,企業(yè)級(jí)SSD必須能夠承受需全天24小時(shí)訪問數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的常見情形中繁重的寫入活動(dòng),而個(gè)人消費(fèi)級(jí)SSD每天大概只有不超過12小時(shí)的充分利用時(shí)間,所以企業(yè)級(jí)SSD一般采用SLC或者M(jìn)LC儲(chǔ)存,消費(fèi)級(jí)一般采用TLC或者M(jìn)LC往后或許可以采用QLC儲(chǔ)存。
究其根本原因?yàn)榍岸撸⊿LC、MLC)的顆粒穩(wěn)定性較高;其次,企業(yè)使用級(jí)SSD對(duì)成本的要求一般都在可控范圍內(nèi),雖說買貴不一定能買好(閃存顆粒),但是好的(閃存顆粒)肯定不便宜。
而消費(fèi)類SSD一般以TLC、QLC顆粒為主,相同內(nèi)存的前提下,動(dòng)輒上千的MLC、SLC顯然不能適應(yīng)占據(jù)龐大存儲(chǔ)市場的個(gè)人消費(fèi)人群。
穩(wěn)定可靠簡簡單單四個(gè)字,做起來卻需要長時(shí)間的產(chǎn)品打磨和超過數(shù)萬片的出貨量才能實(shí)現(xiàn)。這就要求這個(gè)行業(yè)的企業(yè)擁有一個(gè)非常強(qiáng)的固件開發(fā)團(tuán)隊(duì),芯片的硬件只能提供SSD的性能基礎(chǔ),SSD開始使用之后,需要進(jìn)行大量后臺(tái)的數(shù)據(jù)搬運(yùn)和任務(wù)調(diào)度,這時(shí)候就是固件在發(fā)揮作用,SSD由于沒有機(jī)械部件,穩(wěn)定性上更強(qiáng)。
對(duì)于固態(tài)硬盤企業(yè)級(jí)跟消費(fèi)級(jí)有什么不同,總的來說企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤主要多了個(gè)完整斷電保護(hù)功能,該功能可以在突然斷電時(shí)保護(hù)緩存內(nèi)數(shù)據(jù),不至于丟失。另外數(shù)據(jù)的完整性要求也比普通固態(tài)硬盤要高。還有穩(wěn)定性高,不容易壞。但是價(jià)格也是相應(yīng)高很多。
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