每一次新品的誕生,都來自兩個因素的驅(qū)動,一是廠商技術(shù)創(chuàng)新的進步;二是用戶需求的變化。企業(yè)級硬盤,作為用戶數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲核心部件,其發(fā)展大勢也同樣如此。那么固態(tài)硬盤企業(yè)級跟消費級有什么不同?服務(wù)器上能不能用消費級的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)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤,由控制單元和存儲單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。固態(tài)硬盤有消費級和企業(yè)級之分。
企業(yè)級SSD的應(yīng)用需求和技術(shù)要求與消費級SSD有著很大的不同,對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候也有所差別。其差別主要體現(xiàn)在四個方面:成本、性能、可靠性、耐久性。
企業(yè)級SSD更多地面向企業(yè)單位,相對于消費級SSD,企業(yè)級SSD對成本的要求較低,更加注重數(shù)據(jù)的完整性,也就是對數(shù)據(jù)的安全性有苛刻的要求,而成本的比重只有5%。相反,消費級更加看重的是成本,對數(shù)據(jù)的完整性要求并不那么嚴苛,因為個人電腦對SSD有一定的容錯度,價格才是主導(dǎo)市場的關(guān)鍵因素。
企業(yè)級SSD一般作為大數(shù)據(jù)或是單位平臺使用,對產(chǎn)品的實時反應(yīng)以及數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定性具有較高要求,同時對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,而不會對響應(yīng)時間造成影響。這不僅要針對訪問前數(shù)秒中的最高性能而且還針對使用更大的預(yù)留空間 (OP) 加以優(yōu)化,從而這些企業(yè)級 SSD 還能在較長時段內(nèi)持續(xù)提供保持穩(wěn)定狀態(tài)的性能。
消費級SSD主要是針對個人用戶,而個人電腦等產(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)時間之間具有更高的容許值。更多的是對容量、價格、速度等因素有需求,更注重使用體驗,因此企業(yè)級固態(tài)硬盤在性能方面也要優(yōu)于個人消費級SSD。
SSD有幾個關(guān)鍵指標來衡量其可靠性:UBER、RBER和MTBF。
UBER: Uncorrectable Bit Error Rate,不可修復(fù)的錯誤比特率;
RBER: Raw Bit Error Rate, 原始比特錯誤率;
MTBF: Mean Time Between Failure, 平均故障間隔時間。
RBER反映的是閃存的質(zhì)量,所有閃存出廠時都有一個RBER指標,企業(yè)級閃存和消費級閃存的RBER顯然是不同的,價格當然也有所不同。
UBER指標描述的是出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤的概率,給用戶以直觀的概率數(shù)據(jù)描述錯誤數(shù)據(jù)的可能性,當然越低越好。
在 NAND 閃存生產(chǎn)期間,每個 NAND 閃存顆粒均會經(jīng)過測試并具有底層位錯誤率 (BER 或 RBER) 特性。JEDEC 委員會于 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”中定義和標準化的內(nèi)容所述,企業(yè)級 SSD 在許多方面與客戶端級 SSD 存在差異,這些差異包括但不限于企業(yè)級 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)級和消費級SSD UBER值對比
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)生的錯誤率問題這兩點。
在使用 JEDEC 建議的 UBER 要求方面,將企業(yè)級 SSD 與客戶端 SSD 進行對比,企業(yè)級 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)的位錯誤,而客戶端級 SSD 與此相比則是每處理 1 千萬億位 (~0.11 PB) 存在 1 位錯誤。
通常情況下,企業(yè)級SSD必須能夠承受需全天24小時訪問數(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,而個人消費級SSD每天大概只有不超過12小時的充分利用時間,所以企業(yè)級SSD一般采用SLC或者MLC儲存,消費級一般采用TLC或者MLC往后或許可以采用QLC儲存。
究其根本原因為前二者(SLC、MLC)的顆粒穩(wěn)定性較高;其次,企業(yè)使用級SSD對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。
而消費類SSD一般以TLC、QLC顆粒為主,相同內(nèi)存的前提下,動輒上千的MLC、SLC顯然不能適應(yīng)占據(jù)龐大存儲市場的個人消費人群。
穩(wěn)定可靠簡簡單單四個字,做起來卻需要長時間的產(chǎn)品打磨和超過數(shù)萬片的出貨量才能實現(xiàn)。這就要求這個行業(yè)的企業(yè)擁有一個非常強的固件開發(fā)團隊,芯片的硬件只能提供SSD的性能基礎(chǔ),SSD開始使用之后,需要進行大量后臺的數(shù)據(jù)搬運和任務(wù)調(diào)度,這時候就是固件在發(fā)揮作用,SSD由于沒有機械部件,穩(wěn)定性上更強。
對于固態(tài)硬盤企業(yè)級跟消費級有什么不同,總的來說企業(yè)級固態(tài)硬盤主要多了個完整斷電保護功能,該功能可以在突然斷電時保護緩存內(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。但是價格也是相應(yīng)高很多。
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