50多年以來，磁盤驅動器一直作為主要數據的存儲途徑，但其地位在今天正在受到挑戰。隨著價格的下降以及穩定性的提升，固態存儲開始逐步打入企業級市場；并且隨著固態存儲產品中增加的磁盤驅動器技術，出現了大量提供全閃存陣列產品的新興企業。
雖然在傳統的陣列中部署固態驅動器的方式已有數年之久，但這種簡單地將磁盤驅動器替換成固態驅動器的方式卻無法保證高性能。正如我們所能預見的，要實現固態驅動器和閃存的最佳效能，其處理方式和傳統的旋轉磁盤完全不同。
SSD之間的差異
固態驅動器產品中包含了閃存和控制器電路，工作方式和通常的磁盤驅動器類似。現今該產品有兩種使用類型，單層式存儲（SLC）和多層式存儲（MLC）。單層式存儲驅動器在每個單元內存儲一位字節，而多層存儲驅動器能夠在每個單元內存儲多個字節（通常是兩位）。就每GB而言，SLC驅動器的價格更加昂貴，不過使用時間也更長并且通常較MLC產品而言性能更快。MLC驅動器每GB相對便宜一些，不過在耐用性（在讀寫操作中出現不能修復的錯誤之前的使用時間）確實是一個問題。一些供應商同時也推出了第三類閃存，企業級多層式存儲（eMLC），品質較MLC更好，提供更長的使用時間。
閃存可以包裝成磁盤驅動器的樣子，模擬標準的SAS或SATA協議。絕大多數供應商會選擇使用這些接口用于SSD部署，不過雖然接口一樣，SSD和HDD的特性完全不同。
磁盤驅動器天生屬于機械類，所需要的物理移動造成了I/O運作時的延遲。HDD在處理高隨機工作負載效率尤其低下，因為需要不斷將讀寫磁頭移動，不過在順序讀或寫操作時，其表現不錯。
而SSD沒有要移動的部件，在順序或隨機I/O時都不會造成額外的負擔，這使得SSD在某些場合下十分有效，比如虛擬桌面基礎架構（VDI）。
固態驅動器較磁盤驅動器在讀寫方面都有數量級上的提升；一塊通常的SSD驅動器即便在隨機I/O的使用環境下也能夠達到100，000的IOPS。同時，較之于磁盤驅動器，SSD的重量也更輕，并使用更少的能耗，對于許多企業存儲陣列的總體擁有成本（TCO）也有不小的影響。
SSD的缺陷
除了這些表面的優勢，SSD也絕非完美的驅動器，有其自身的缺陷。最為明顯的是閃存的有限寫操作周期，SSD最終會損耗殆盡。通常，SLC閃存的耐久度大約為100，000次寫周期；MLC閃存則少了一個數量級，每個數據單位只有大約10，000次。除了這些，數據的存儲和讀取也并不完全可靠。廠商方面應用了許多技術來擴展使用周期，包括損耗平衡、糾錯編碼、壞數據塊重新映射以及過量配置。
SSD的響應時間同樣有可能不一致。數據寫入SSD時會送到整個驅動器上以確保每個獨立單元均勻磨損。這一流程稱為損耗平衡。隨著新數據的寫入，各單元塊會被重新標記回收。隨著一塊SSD達到較高的利用率或寫操作，該回收過程可能會因為無效數據區域的覆蓋操作延緩響應時間。很顯然，這種情形是低延遲環境中所不可取的。
是否要效仿磁盤驅動器
將閃存包裝成傳統磁盤驅動器一樣的形式有不少明顯的好處。其可以簡單地整合到盤陣中取代現有的磁盤驅動器，并且其支持現有的協議和形狀。絕大多數SSD陣列供應商會這樣選擇，使用常見的SSD作為標準形狀。不過，有兩家廠商并沒有這樣做。
Nimbus Data System公司設計了其自有的SSD驅動器，其稱為企業級閃存模塊（EFMs）。這些定制化的eMLC驅動器工作在Nimbus的S系列和C系列存儲陣列中。EFMs有專用的控制器軟件和額外的本地非易失性RAM（NVRAM），使得寫操作完成后迅速確認而無需等數據回復到閃存上。
Violin Memory公司使用其定制化的Violin智能化內存模塊（VIMMs）。這些驅動器在三口的交換機中整合了閃存和控制器邏輯，提供一個陣列內和其它VIMMs的冗余連接以確保可用性。
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本文標題：全閃存陣列解析：固態硬盤的類別和缺陷
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